Влияние музыки на развитие мозга ребёнка (исследование)

Государственный комитет Российской Федерации по высшему образованию. Научно-техническая программа “БИОС”. Тамбовский государственный университет им. Г.Р. Державина

ХВАТОВА МАРИНА ВЛАДИМИРОВНА

ВЛИЯНИЕ ПРОЛОНГИРОВАННОГО МУЗЫКАЛЬНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА РАЗВИТИЕ ФУНКЦИЙ МОЗГА РЕБЕНКА.

03.00.13 — физиология человека и животных.
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Научный руководитель: кандидат медицинских наук, профессор Т.Н. Маляренко.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

АКТУАЛЬНОСТЬ ИССЛЕДОВАНИЯ. Сенсорный приток, предоставляя информацию в центральную нервную систему, является основным фактором обеспечивающим созревание мозга ребенка и предопределяет онтогенез поведения и психического развития. Большой вклад в понимание роли сенсорного притока в развитии мозга ребенка был сделан нейрофизиологами России: И. М. Бехтеревым (1914), Бетелевой, Дубровинской, Фарбер (1977), Хризман (1978), Волоховым (1980), Маляренко (1995) и другими.

Поиск средств и методов избирательного использования средовых воздействий, мобилизующих резервные возможности нервной системы, имеет большое значение в практике медицины и педагогики. Одним из таких методов является адекватное пролонгированное, воздействие на слуховую сенсорную систему.

По данным комплексного лонгитюдного исследования Института коррекционной педагогики (1995) у 62%  детей Москвы на 4 году жизни имеются функциональные изменения деятельности центральной нервной системы (ЦНС). Эти изменения становятся базисом нарушений высшей нервной деятельности детей дошкольного возраста, являются причиной дезадаптации к социальным условиям и в последующие периоды. В связи с этим потребность в методах ранней коррекции недостатков развития ребенка становится все более актуальной и определяется повсеместным нарастанием числа детей, имеющих мозговые дисфункции.

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ. Целью настоящей

работы было изучение пролонгированного влияния дополнительного акустического сенсорного притока (классическая музыка) на развитие функций мозга ребенка. Исходя из поставленной цели были определены следующие задачи:

1. Изучение пролонгированного влияния сенсорно-обогащенной среды (классическая музыка) на характеристики биоэлектрической активности мозга у детей 4 лет.

2. Исследование характера изменений хронотропной функции сердца при пролонгированном действии фрагментов классической музыки.

3. Выявление особенностей биоэлектрической активности мозга и показателей регуляции сердечной деятельности у детей 4 лет, находящихся в сенсорно-обогащенной звуковой среде, по сравнению с детьми, находящимися в обычных условиях.

4. Изучение влияния дополнительного пролонгированного сенсорного притока на корректно имеющихся нарушений психомоторного развития у детей 4 лег.

НОВИЗНА РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1. Впервые предпринято исследование пролонгированного влияния сенсорнообогащенной среды на функционирование систем организма детей.

2. Исследованы особенности пролонгированного влияния сенсорного притока в виде классической музыки на функциональное созревание мозга у здоровых детей и детей с нарушением психомоторного развития.

3. Разработана гипотеза о механизмах влияния пролонгированного действия музыки на развитие функций мозга.

4. Показана эффективность метода немедикаментозной коррекции нарушений психомоторного развития с помощью обогащения сенсорной слуховой среды, который может быть использован для детей, начиная с самого раннего возраста.

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ И ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ РАБОТЫ. Теоретическая значимость работы заключается в расширении наших представлений о механизмах влияний усиленного пролонгированного акустического сенсорного притока на развитие мозга детей 4 лет. Полученные данные по оптимизации функционального состояния мозговых структур в результате предпринятого пролонгированного адекватного воздействия на мозг по каналам слуховой сенсорной системы позволяют рекомендовать этот метод для внедрения в практику дошкольного воспитания как здоровых детей, так и детей с задержками психомоторного развития.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ ДЛЯ ОБСУЖДЕНИЯ. 1 .Пролонгированный сенсорный приток по каналам слухового анализатора в виде сеансов классической музыки является фактором оптимизации функционального созревания биоэлектрической активности мозга здоровых детей.

2. Пролонгированный акустический сенсорный приток в виде классической музыки оказывает влияние на функциональное состояние центров регуляции сердечной деятельности у детей.

3. Пролонгированный акустический сенсорный приток в виде классической музыки является фактором, активирующим функциональное созревание мозга детей с задержкой психомоторного развития.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Материалы диссертации докладывались на итоговой научной конференции преподавателей Тамбовского государственного университета (1995), на XI Международной конференции по нейрокибернетике (Ростов-на-Дону, 1995), на симпозиуме в НИИ мозга РАМН (Москва, 1995), на конференции по нейрофизиологическим основам формирования психических функций в норме и при аномалиях развития в Институте коррекционной педагогики РАО (Москва, 1995), на Международном конгрессе студентов, аспирантов и молодых ученых “Молодежь и наука — третье тысячелетие” (Москва, 1996).

По материалам диссертации получен диплом 2 степени лауреата Международного конгресса студентов, аспирантов и молодых ученых “Молодежь и наука — третье тысячелетие”.

ПУБЛИКАЦИИ. По теме диссертации опубликовано 2 статьи и 3-е тезисов.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ ДИССЕРТАЦИИ. Диссертация состоит из введения, обзора литературы (глава I), методики исследований (глава II), результатов исследований и их обсуждения (главы III, IV, V, VI), выводов и списка литературы. Работа изложена на 135 страницах машинописного текста, содержит 11 таблиц и 22 рисунка. Библиография включает 140 отечественных и 67 зарубежных источников литературы.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ.

Исследования проводились на детях в возрасте 4 лет + 1 месяц на базе двух детских садов и Дома ребенка г. Тамбова. Из 40 детей, посещающих детский сад, 20 составили основную группу (группа А), а 20 входили в контрольную группу (группа Б). Дети обеих групп идентичны не только по возрасту, условиям в которых они находились; но и по психосоматическому состоянию. По проведенному исследованию все дети были отнесены к 1 и 2 группе здоровья. С целью подтверждения влияния музыки на состояние функций ЦНС было проведено исследование 6 детей того же возраста с задержкой психического развития (ЗПР), находящихся в Доме ребенка. Дети группы А и дети, воспитывающиеся в Доме ребенка, в течение 6 месяцев получали дополнительный акустический сенсорный приток в виде классической музыки. У детей группы Б учебно-воспитательный процесс протекал как обычно.

Пять раз в неделю в первой половине дня, по одному часу в день дети группы Л в условиях свободного поведения проводили в среде, обогащенной классической музыкой. Исследование длилось 6 месяцев с ноября по апрель. Возможность работать сразу с целой группой детей является преимуществом выбранного метода. Активация слуховой сенсорной системы осуществлялась с помощью специально составленных программ из фрагментов произведений Чайковского, Моцарта, Вивальди, Шопена, Прокофьева и других композиторов [Маляренко, 1994]. Многие музыкальные фрагменты выбранных классических произведений характеризовались полифоничностыо. Все фрагменты имели длительность не более 5 минут. Каждый последующий фрагмент отличался от предыдущего по стилю, темпу, ритму, плотности музыкальной фактуры и другим характеристикам. Замена содержания фрагментов проводилась еженедельно. Фрагментарность разнообразных мелодий и стилей, а также еженедельная их замена предотвращали привыкание, содействовало поддержанию эмоционального фона. Известно, что громкая музыка вызывает негативные изменения в психофизиологическом статусе ребенка [Goolsby, Frary, Rogers, 1974], поэтому громкость звучания музыки была близка к фоновому шуму в комнате для игр и составляла не более 70 дБА. Использовались музыкальные произведения только в исполнении выдающихся музыкантов. Для прослушивания музыки был использован магнитофон типа Sony CFS-W430S.

Оценка функционального состояния мозга проводилась во всех группах в исходном состоянии (октябрь) и через 6 месяцев (май).

У детей всех групп проводилась регистрация и анализ электроэнцефалограмм на 16-канальном компьютерном биоанализаторе типа QSI-9500 фирмы ESAOTE BIOMEDICA (Италия) позволяющим картировать активность мозга. Электроды накладывались по общепринятой схеме “10-20”(Н. Jasper, 1958). Использовались 10 симметричных монополярных отведений (Из F4)-лобные; (С3 С4-центральные; (Тз Т4)-височные; (Рз Р4)-теменные; (О1 О2)-затылочные с униполярным референтным ушным электродом. Регистрация ЭЭГ проводилась в первой половине дня в экранированной, частично звуконепроницаемой и полузатемненной камере. Обследуемые находились в бодрствующем расслабленном состоянии, в положении лежа. Регистрировали фоновую ЭЭГ с закрытыми, открытыми глазами, а также при фотостимуляции с частотой подаваемых световых мельканий от 3 до 13 Гц.

Анализировались результаты компьютерной обработки абсолютных и относительных спектров плотности мощности (СПМ mv2 и СПМ %) и функции когерентности (КОГ) основных частотных диапазонов и поддиапазонов (для альфа-ритма), характерные для детей этого возраста [Фарбер с соавт., 1990] дельта-ритм (0,8-3,6 Гц), тета-ритм (3,6-7,2 Гц), альфа-1 (7,6-8,8 Гц), альфа-2 (9,2-10,4 Гц), альфа-3 (10,8-12,4 Гц), бета-1 (12,8-14,0 Гц), бета-2 (14,4-19,2 Гц).

Для анализа фоновой ЭЭГ автоматически отбирались лишенные артефактов 30-секундные отрезки ЭЭГ, а для оценки реакции на фотостимуляцию 15-секундные отрезки. Фильтр высоких частот 30 Гц, постоянная времени 0,3 с. Карты мозга распечатывались на цветном принтере типа HEWLETT PACKARD PAINT Jet. Индивидуальные электроэнцефалограммы на принтере типа PIN WRITER Р60 с параллельной записью на дискеты. Функция КОГ мозга рассчитывалась по картам мозга для каждого поддиапазона и отведения. Для оценки межполушарных взаимоотношений показателей когерентности применялся коэффициент асимметрии (Кас). Анализ проводился отдельно для внутриполупшарных и межполушарных величин когерентности.

У здоровых детей 4 лет производилась регистрация сердечного ритма при помощи психофизиологического комплекса (ПФК) “МИР” по программе “ритмограмма”. ПФК “МИР” — компьютеризированная система, позволяющая проводить исследования регуляции сердечного ритма человека при различных функциональных состояниях, в том числе при эмоциональной нагрузке. Сердечный ритм регистрировался в начале исследования и через 6 месяцев, в каждом случае трижды: в исходном состоянии относительного покоя; во время прослушивания фрагментов классической музыки; в течение 5-7 минут после предъявления музыки.

По окончании регистрации производился машинный анализ длительностей кардиоинтервалов по методике Баевского (1979). Статистические характеристики регуляции cq)fle4iioro ритма рассчитывались при каждом из указанных функциональных состояний. На экране монитора высвечивались цифровые характеристики анализируемых показателей и графическое изображение кардиоинтервалограммы.

Для детей, находящихся в Доме ребенка и имеющих различные нарушения психомоторных функций проводилось нейропсихологическое обследование по адаптированной методике Лурия (Симерницкая с соавт., 1988). Данная методика позволяет выявить нарушенные функции, их топическую локализацию и проследить влияние пролонгированного сенсорного притока на коррекцию функциональных отклонений и становление высших функций мозга у дошкольников. Учитывая возраст и состояние детей обследовались только кинестетический, пространственный, динамический праксис, слухомоторная координация, стереогнозис, зрительный гнозис, а также развитие речи.

Результаты всех исследований подвергались статистической обработке с использованием методов математического анализа. Анализировалась индивидуальная и среднегрупповая динамика всех исследуемых показателей. Достоверность различий исследуемых характеристик оценивалась по t-критерию Стьюдента. Полученные данные также подвергались компьютерной статистической обработке с использованием непараметрических тестов Уилкоксона и Манна-Уитни для внутри- и межгруппового сравнения (пакет стандартных статистических программ ВМДР).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.

Как показали результаты данной работы, у детей 4-х лет, находящихся в течение 6 месяцев по одному часу в день в обогащенной классической музыкой среде, выявлены существенные отличия отдельных параметров ЭЭГ по сравнению с фоном. Этих отличий не отмечалось у детей контрольной группы Б. Динамика других

характеристик ЭЭГ была в обеих группах сходной, что видимо связано с онтогенетическим созреванием и влиянием ряда общих факторов t действующих на всех детей.

Так, по данным спектрального анализа, через 6 месяцев наблюдения произошло уменьшение суммарной активности дельтаритма в обеих группах, но в группе А депрессия низкочастотных ритмов была более выражена (см. табл. 1). В группе Б выявлена тенденция к увеличению суммарной энергии тета-ритма, отмечена депрессия в альфа- и бета-диапазонах.

Таблица 1. Изменение в (%) суммарного СПМ (mv2) разных частотных диапазонов ЭЭГ в левом и правом полушариях у детей 4 лет относительно исходного уровня под влиянием усиленного сенсорного притока.

	Группа А		Группа Б
ритмы ЭЭГ	левое полушарие	правое полушарие	левое полушарие	правое полушарие
дельта-ритм	-33,10*	— 28,87*	— 7,79	— 16,36*
тета-ритм	— 36,48*	— 38,74*	+ 5,47	+ 0,37
альфа-1 ритм	+ 31,04*	— 23,53	— 24,54*	-36,75*
альфа-2 ритм	— 19,61	+ 12,48	— 26,90	— 18,50
альфа-3 ритм	— 15,63	+ 13,98	— 32,07*	— 20,18
бета-ритм	— 19,59	+ 23,79	— 31,37	— 24,01

Обозначения: * — достоверные по группе изменения (р < 0,05); СПМ — спектр плотности мощности; (-) — уменьшение; (+) — возрастание.

Снижение абсолютной суммарной мощности гета-диапазона и существенный прирост мощности альфа-1 ритма в левом полушарии в группе А следует рассматривать как более благоприятную динамику созревания мозговых структур.

В онтогенетических исследованиях показано, что на протяжении длительного периода индивидуального развития идет постепенное уменьшение представленности медленной ритмики (дельта- и тета-диапазонов), связанной с активностью подкорковых структур и формирование основного ритма покоя — альфа-ритма, отражающего созревание нейронного аппарата коры больших полушарий [Фарбер, Алферова, 1972; Шеповалыіиков и др., 1979; Matousen, Petersen, 1972; John et al., 1980; Suzuki, 1981; Thatcher, 1986; Gasser et al., 1988].

Анализ динамики относительных величин СПМ различных ритмических диапазонов в пределах каждого полушария (табл. 2) показал, что в среднем в іфуппе А представительство дельта-ритма в левом полушарии снизилось во всех отведениях, кроме лобного намного больше, чем в группе Б. По зета-диапазону существенные межгрупповые отличия были выявлены для теменных и затылочных отведений обеих полушарий. Незначительное локальное повышение относительной спектральной мощности тета-ритма, больше выраженное в правом

Таблица 2 Динамика относительного СПМ разных частотных диапазонов ЭЭГ у детей 4-х лет к концу исследования в % к исходному уровню.

Группа	Полушарие		Отведения
		F	С	Т	Р	О
		дельта-диапазон
А	Л	-1,25	-17,01*	-16,57	-17,01*	-15,99*
А	П	-7,17	-5,66	-12,93*	-7,58	-9,38
Б	Л	+4,08	-7,41	-4,75	-5,01	-2,29
Б	П	-11,44	-11,04	-5,01	-11,03	-8,69

 

тета-диапазон

А	Л	+ 1,66	+2,57	-1,32	-2,98	+ 1,36
А	П	+0,63	+ 1,75	+ 1,78	+3,22	+9.94
Б	Л	+2,93	+ 1,33	-0,22	+9,82	+ 14,01*
Б	П	+ 1,89	-0,03	-1.24	+ 14,26*	+ 14,86*

Группа	Полушарие	Отведения
		F	С	Т	Р	О
		альфа 1 — поддиапазон
А	Л	+21,9*	+39,86*	+44,24*	+31,64*	+23,25*
А	П	+ 10,25	+ 15,31*	-9,12	+ 1 1,07	-10,31
Б	Л	-7,79	+2,97	+8,22	+ 1 1,5	+ 1 1,3
Б	П	-13,32*	+ 1.31		+3,44	+ 18,69
					+3,58	+ 10,04

альфа 2 — поддиапазон

А	Л	-22,63	-2,46	-13,52	+ 1,49	+2,01
А	П	-11,22	+0,27	-6,22	+6,56	+8,13
Б	Л	-34,79*	-14.71*	-17,12*	-2,54	-4,65
Б	П	-0,18	-8,21	-6,68	-1,17	+ 1,37

 

альфа 3 — поддиапазон

А	Л	+ 10,56	-5,39	+ 12,55*
А	П	-10,63	-5,68	+0,14
Б	Л	-49,47*	+3,47	-9,53
Б	П	-13,34	+7,43	+3,47

Обозначения: А — группа воздействия; Б — контрольная группа;

Л — левое полушарие; П — правое полушарие;

СПМ — спектр плотности мощности;

* — достоверные по группе изменения (р < 0,05);

(-) — уменьшение; (+) — возрастание.

полушарии у детей группы А можно связывать с эмоциогенным воздействием музыки [Захарова, Авдеев, 1982; Ногу, Katayama, Nanba et al., 1990]. Значительное усиление тега-активности характерное для группы Б соотносят с повышением психоэмоционального напряжения и негативными эмоциями [Горбачевская, 1992; Ониани, 1972].

Существенное отличие организации ЭЭГ покоя у детей группы А через 6 месяцев проявилось в динамике альфа-ритма (в частности альфа-1 поддиапазона). На фоне весенней астенизации отмечено повышение СПМ как по абсолютным величинам, характеризующим усиление энергии, так и по относительным, показывающим степень выраженности данного частотного диапазона в процентах от суммарной мощности. Повышение энергии и выраженности альфа-1 ритма в группе А вызывает особый интерес, поскольку альфа-ритм вообще, а у детей 4-х лет наиболее выражен этот поддиапазон, характеризует системное взаимодействие различных областей коры, обеспечивающее интегративную деятельность мозга. Показано, что альфа-ритм периодически активирует мозговые структуры, создавая условия для сканирования информации [Walter, 1950, 1966], ее квантование [Wiener, 1966], обеспечивает регуляцию информационного потока [Бехтерева, 1980]. Усиление выраженности в ходе индивидуального развития основного ритма биоэлектрической активности покоя-альфа-ритма и формирование его пространственной организации по мнению <t>ap6q> (1990) отражает созревание коры больших полушарий и функциональную организацию ее нервных центров.

Депрессия альфа-активности в большинстве отделов коры и снижение суммарной спектральной мощности альфа-ритма в группе Б является одним из признаков развивающегося к весне утомления детей.

Это согласуется с проведенными исследованиями динамики показателей биоэлектрической активности в состоянии относительного покоя у первоклассников в течении учебного года, где было выявлено снижение функционирования ЦНС к весне. От октября к апрелю обнаружено снижение количества колебаний и сдвиг моды альфа-ритма в сторону уменьшения, что говорит о несовершенствовании регуляторных механизмов и незрелости коры больших полушарий [Кудрякова, 1985].

При фотостимуляции у детей группы А отмечено повышение величины усваиваемых частот, что связано с нарастанием частот основного ритма и отражает созревание коры и подкорковых образований мозга.

Наряду с анализом отдельных ЭЭГ-показателей оценивался уровень пространственной синхронизации, отражающий системную деятельность мозга. Отмеченное при визуальном анализе ЭЭГ детей группы А усиление синхронизации в виде множества билатеральных синхронных вспышек тел а -колебаний свидетельствует о создании условий распространения возбуждения в коре головного мозга [Ливанов, 1972]. Согласно многочисленным данным литературы, важная роль в регуляции интегративной деятельности мозга, в том числе и в формировании картины его биоэлектрической активности,

принадлежит диэнцефальным структурам [Cobb, 1945; Gastaut, 1954; Van der Drift, 1957; Adey, Dunlog, Hendrix, 1966; Бехтерева, 1965; Майорчик, Архипова, Васин, 1978]. Отмеченная синхронизация биопотенциалов со стороны стволовых структур является первым необходимым условием для иррадиации возбуждения, что предуготавливает образование временной связи. Вторым существенным фактором, определяющим судьбу возбуждения в коре головного мозга является когерентность колебаний.

Сравнительный анализ межцентральных взаимодействий в коре головного мозга показал, что классическая музыка оказывает сложное эмоциогенное воздействие, перестраивая характер внутриполушарных и межполушарных отношений. У всех детей группы А при пролонгированном восприятии музыки в коре головного мозга отмечались: более высокий уровень межцентральных связей, особенно в лобном отведении левого полушария и затылочных областях по сравнению с исходным фоном и показателями детей группы Б; значительное усиление межполушарных взаимодействий с выраженным влиянием со стороны правого полушария.

Выявленное усиление внутриполушарной когерентности ЭЭГ активности у детей группы А в левом полушарии по всем диапазонам и расширение границ пространственно-синхронизированных областей в ростральном и каудальном направлениях, а также смещение фокусов в лобные и затылочные зоны является признаком высокого уровня функциональных отношений между корковыми зонами левого полушария и объединения их в определенную систему, что, видимо, может явиться основой ассоциативных процессов.

Согласно мнению некоторых авторов [Болдырева, 1978; Гриндель,1980] уровень когерентности у людей независимо от характера ЭЭГ, отличается малой вариабельностью. Уровень когерентности является достаточно устойчивой и мало изменяющейся во времени индивидуальной характеристикой, при условии одного и того же функционального состояния. Поэтому приведенные выше значительные позитивные изменения функции когерентности у детей группы А на фоне негативных по ряду ритмов в группе Б можно объяснить только влиянием пролонгированного сенсорного притока в виде музыки.

При анализе данных обращалось внимание на межполушарную асимметрию выраженности различных ритмических составляющих ЭЭГ и их внутри- и межполушарную пространственную организацию. Основное внимание в изучении функций левого и правого полушарий уделялось анализу асимметрии активности альфа-диапазона, т.к. его изучение является наиболее обоснованным теоретически и межполушарная асимметрия показателей СПМ (тѵ2 и %) представленных в работе была достоверной только для альфа-ритма. Через 6 месяцев пребывания детей группы А в сенсорно-обогащенной среде отмечено: левостороннее доминирование альфа-ритма в целом и альфа-1 поддиапазона в частности по показателям СПМ, а также усиление внутриполушарной межцентралыюй функции когерентности в левом полушарии.

На наш взгляд преобладание СПМ альфа-ритма и усиление межцентральных внутриполушарных показателей функции когерентности в левом полушарии можно считать положительным явлением. Согласно мнению ряда авторов межполушарная асимметрия является показателем уровня созревания мозга [Айрапетянц, 1981;Костандов, 1983; Равич-Щербо, 1988; Кураев, 1982, 1989].

Отмечается увеличение выраженности межполушарной асимметрии с возрастом, что отражает степень функциональной зрелости головного мозга. Кроме того у детей характер альфа-асимметрии соответствует уровню зрелости системы управляемой локальной активации, т.е. отражает не только специализацию полушарий, но и сформированность корково-подкорковых отношений [Фарбер, 1979; Фарбер, Князева, 1988].

Учитывая у детей более слабое, относительно взрослого человека, развитие вербальных функций, преобладание в поведении зрительно-пространственных и эмоциональных реакций, можно предполагать, что у детей правое полушарие в большей степени определяет поведение, чем левое. Усиление роли функций левого полушария с возрастом и под влиянием музыки приводит к изменению в организации поведения: развитие вербальных функций, логикопонятийного мышления, освоение и реализация социальных стандартов поведения. Об этом свидетельствует то, что пребывание детей в музыкально-обогащенной среде способствовало повышению коммуникабельности, объединению дегей в группы по интересам. У детей, находящихся в обогащенной среде происходило увеличение невербального интеллекта, как функции правого полушария головного мозга на 14% (в то время, как в группе Б — на 6,4%). Вербальный компонент, как функция левого полушария у детей группы А возрастал на 9,1%, а в группе Б отмечена даже тенденция к его снижению. Таким образом, усиление сенсорного притока оказало влияние на становление высших функций мозга, что нашло отражение в достоверном повышении уровня интеллекта [Маляренко, Хватова, 1995].

Выраженную динамику параметров ЭЭГ в левом полушарии под влиянием обогащенной среды можно объяснить на основе принципов эволюционного-генетических подходов [Давиденков, 1947; Орбели, 1949]. Согласно которому прогрессивные филогенетически более молодые органы и функции (какими в нашем случае являются функции левого полушария) обладают большей изменчивостью под влиянием факторов среды, по сравнению с функциями филогенетически более древними, зависящими от действия наследственных факторов. По мнению Равич-Щербо (1988) интенсивность асимметрии ЭЭГ определяется средовыми факторами. Модифицирующим влияниям внешней среды наиболее чувствительно левое полушарие, а генетические факторы сильнее проявляются в правом полушарии. Кроме того левое полушарие доминирует в восприятии и воспроизведении ритма, а в компетенции правого находятся звуковысотные отношения [Gordon, 1975; Грюссер, Зельке, Цинда, 1995]. Очевидно, при пролонгированном влиянии музыки ритм оказывает существенное значение на формирование взаимодействий в левом полушарии, тем самым определяет характер асимметрии. Это формирование реализуется опосредовано через первичную активацию музыкой эмоционального правого полушария.

Существенную роль в оценке функционального состояния организма принадлежит математическому анализу волновой структуры сердечного ритма, который позволяет определить состояние вегетативного гомеостазиса и по степени активации подкорковых нервных центров оценить напряжение регуляторных систем [Баевский, Мотылянский, 1986].

Результаты маземазического анализа характеристик сердечного ритма свидетельствуют о том, что под пролонгированным влиянием музыкальных фрагментов у детей группы А выявлены существенные отличия в организации регуляции сердечного ритма, а следовательно и в организации функционирования целостного организма в состоянии покоя (рис. 1). Общей является динамика урежения ЧСС и увеличение моды и средней величины длительности кардиоциклов связанных с онтогенетическими изменениями: повышение тонуса центров парасимпатической иннервации отражающее созревание ядер продолговатого мозга. Вместе с тем представленные выше изменения в 2,5 — 3,5 раза более выражены у детей группы А. Более выраженная динамика ЧСС демонстрирует ускоренное созревание хронотропных механизмов регуляции ритма сердца у детей группы А на фоне возрастного развития, продемонстрированного по показателям детей группы Б.

Рис 1. Изменение (в %) показателей статистических характеристик регуляции сердечного ритма у детей 4 лет в состоянии спокойного бодрствования относительно исходного уровня под влиянием пролонгированного усиления сенсорного акустического притока.

Обозначения: ЧСС — частота сердечных сокращений; ИН — индекс напряжения; М — математическое ожидание; МО — мода; АМО -амплитуда моды; б -среднеквадратичное отклонение.

Вместе с тем у детей группы Б на втором этапе в состоянии покоя усиливается индекс напряжения (ИН), отражающий влияние на организм разнообразных факторов внешней среды и степень эмоционального напряжения. У детей группы А динамика индекса напряжения противоположна и свидетельствует о значительном снижении психоэмоциональной напряженности. Выявлено, что пролонгированные влияния фрагментов классической музыки способствуют более оптимальным взаимоотношениям систем регуляции, обеспечивающим снижение централизации управления, что отразилось в более низком функционировании синусового узла (реже ЧСС). Кроме того, можно отметить улучшение функционального состояния, выраженное в экономизации функции: урежение пульса, снижение напряженности регуляторных механизмов и децентрализации управления (по показателям АМО, б). Выраженную активацию гуморального канала регуляции сердечного ритма (показатели М, МО), а следовательно межсистемного уровня регуляции посредством гипоталамо-гипофизарной системы (центральный контур Б по Баевскому) можно объяснить активацией эмоциогенных структур (видимо правополушарных) мозга под пролонгированным влиянием музыки.

В целом представленная динамика позволяет судить о более активном созревании подкорковых структур мозга у детей группы А. У детей группы А по сравнению с группой Б отмечено интегрированное взаимодействие центральных контуров регуляции сердечного ритма, что проявляется в экономичной, активной регуляции с меньшей напряженностью.

В связи с изложенными выше фактами можно предположить механизм влияния музыки на функциональное состояние мозга. Звуковой сигнал, трансформируясь на уровне рецепторных клеток в электрический процесс, распространяется к высшим отделам мозга. В последнее время выделяются две относительно самостоятельные активирующие системы мозга. Морфологическим субстратом одной из них могут служить образования ретикулярной формации ствола мозга, а другой — лимбические структуры [Серков, Казаков, 1980; Routenbery,1968]. Очевидно, тесная связь структур слуховой системы данными активизирующими системами определяет формирование новых взаимоотношений.

Рассмотрим механизм формирования условий для реализации временных связей под воздействием пролонгированных влияний фрагментов классической музыки. Когерентность кортикальных процессов, как условие, определяющее образование временных связей, зависит от корково-подкорковой интеграции. В соответствии с данными литературы процесс замыкания связи является результатом иррадиации влияний на обширные корковые зоны, через ретикулярную формацию среднего мозга, задние отделы гипоталамуса и таламические ядра [Ливанов, 1976]. На это накладываются влияния, идущие с возбужденных участков коры головного мозга. Последние в одних нейронах ретикулярной формации ещё более усиливают возбудительный процесс, в других же, напротив, его тормозят [Jasper et al, 1952; French et al, 1955; Нарикашвили и др., 1960; и др.]. Всё это дополняется гормональными влияниями, в результате по-видимому, возникают очаги возбуждения как в ретикулярной формации, так и в области заднего гипоталамуса, которые оказываются с одной стороны, в тесных отношениях с определёнными зонами коры, а с другой — влияют и на остальные её участки, но в меньшей степени. Таким путем могут формироваться корково-подкорковые системы, определяющие когерентность кортикальных процессов. Что же может приводить к закреплению и длительному удержанию таких взаимоотношений? Вероятно постоянно присутствующая в коре импульсация, которая проходя время от времени по установившемуся пути, способна поддерживать возникшие когерентные и ритмические отношения. Ежедневная “подпитка” классической музыкой способствует поддержанию импульсации и закреплению сложившихся связей. Такая импульсация может быть результатом последействия раздражений или возникать спонтанно, по механизму реверберации возбуждения.

Закрепление отношений при повторении раздражений может быть связано с изменением состояния синаптических аппаратов [Смирнов, 1967, 1969]. Выявлена связь между уровнем активности нервных клеток, т.е. частотой импульсации, и уровнем биосинтеза в них [Braitgard, 1952; Бродский, 1959].

Результаты проведенного н изложенного выше исследования позволяют предположить влияние музыки на становление корковоподкорковых отношений и формирование функциональных взаимосвязей. В связи с этим было проведено исследование пролонгированного влияния музыки на детей с ЗПР находящихся в Доме ребенка. Предварительное нейропсихологическое и электрофизиологическое обследование, а также изучение состояния здоровья позволило выделить две группы детей с ЗПР из числа обследуемых. Представленное нами деление соответствует двум основным клинико-психологическим классификациям, отражающим механизм формирования ЗПР [Власова, Певзнер, 1967; Ковалева, 1979; Лебединский, 1980; Марковская, 1993].

Первую группу составили дети с преобладанием признаков незрелости морфофункциональных структур головного мозга (так называемая группа ЗПР-1). Результаты нейропсихологического исследования детей первой группы свидетельств уют о том, что наблюдаемая у них дефицитарность высших корковых функций носит негрубый характер и связана с их недостаточной сформированностью, нестойкостью общего психического тонуса, а также с незрелостью регуляторных функций. На ЭЭГ- отмечалось преобладание незрелости электрогенеза. Этот вариант ЗПР рассматривается рядом авторов, как дизонто генетический.

Дети второй группы имели более выраженную симптоматику органической поврежденности церебральных структур (группа ЗПР-2). Нейропсихологическое исследование выявило значительные по сравнению с первой группой ЗПР нарушения высших корковых функций, что в клинической картине ЗПР-2 прежде всего представлено в виде стойких энцефалопатических и апатико-астенических расстройств. На ЭЭГ в этих случаях были признаки органических нарушений.

Через 6 месяцев пребывания детей с ЗПР в среде обогащенной музыкой произошли существенные изменения нейропсихологического статуса и электорэнцефалографических показателей. В динамике нейропсихологического статуса, представленном на рис.2 у всех детей с ЗПР отмечен прирост прежде всего в показателях развития речи, а также пространственном, динамическом и кинестетическом праксисе, т.е. в наиболее нарушенных функциях. Незначительный прирост зрительного гнозиса, слухомоторной координации, а также стереогнозиса очевидно связан с тем, что в исходном состоянии эти функции были наиболее сохранены и их развитие шло обычным темпом. На ЭЭГ у всех детей с ЗПР выявлено усиление роли ассоциативных областей: лобных и теменных.

Рис.2 Динамика (в%) показателей нейропсихологического статуса у детей 4 лет с ЗГ1Р под влиянием усиленного  сенсорного притока относительно исходного уровня.

Обозначения: 1. — кинестетический праксис; 2. — пространственный праксис; 3. — динамический праксис; 4. — слухомоторная координация; 5. — стереогнозис; 6. — зрительный гнозис; 7. — развитие речи; ЗПР — задержка психического развития.

У детей группы ЗПР-1 произошло усиление мощности высокочастотных диапазонов в правом полушарии, особенно в альфа-поддиапазоне, а также его выраженность. По показателям когерентности в доминирующем тета-диапазоне произошло усиление активности лобных, височных областей в правом полушарии. В целом в правом полушарии усилились межполушарные отношения. Позитивную динамику у детей группы ЗПР-1 можно объяснить следующим образом: Известно, что музыка-сильный эмоциогенный фактор [Маслова, 1975; Хризман, 1991; и др.]. Как было сказано выше у детей данной группы отмечена незрелость регуляторных систем и недоразвитие речевой регуляции, а следовательно согласно данным литературы преобладает эмоциональная регуляция [Марковская, 1993]. Поэтому данная немедикаментозная коррекция состояла в воздействии с помощью специально подобранных фрагментов классической музыки на сохранный эмоциональный уровень регуляции. Стабилизация режима функционирования энергетических (подкорковых) систем отразилась на темпе созревания мозговых структур. Особенно отзывчиво оказалось правое полушарие, которое, как известно, обеспечивает образное, эмоциональное восприятие музыки [Gordon, 1975; Hecaen a. Albert, 1978]. Таким образом у детей первой группы согласно положению о единстве закономерностей нормального и аномального развития [Выготский, 1956; Лурия, 1958; Лебединский, 1985] и о «зоне ближайшего развития” под влиянием предпринятого усиления сенсорного притока произошло ускорение созревания незрелых регуляторных отношений и усиление наверстывающих темпов онтогенетического развития.

У детей второй группы (ЗПР-2) через 6 месяцев в состоянии спокойного бодрствования мощность альфа-1 ритма возросла в обеих полушариях, особенно в центральном и теменном отведениях левого полушария, лобном и височном правого. Причем прирост показателей СПМ был значительным и доходил до 300%. Отмечено усиление межполушарной когерентности по всем диапазонам, смещение фокуса функциональной активности в лобные зоны обеих полушарий. Согласно литературным данным [Марковская, 1993] нарушения у детей этой группы связаны с дезинтеграцией взаимодействий модальноспецифических и неспецифических сохранных функциональных систем мозга. По-видимому предпринятое воздействие способствовало активации сохранных структур мозга, их интегративному взаимодействию, следовательно запуску компенсаторных механизмов.

В целом, проведенное исследование показывает, что музыка способствует активному онтогенетическому созреванию коры головного мозга: становление альфа-ритма, латерализация его в левом полушарии, усилении межцентральных отношений. Активность созревания проявляется как в наверстывании упущенных темпов развития у детей с ЗПР, так и в образовании устойчивого состояния у здоровых детей в наименьшей степени подверженного, например, сезонным влияниям.

Ранние влияния адекватных направленных внешних воздействий в виде музыки способствуют интегративной деятельности мозга, что облегчает формирование приспособительных реакций.

ВЫВОДЫ

1. Пролонгированное адекватное сенсорное воздействие с помощью классической музыки обеспечивает у детей 4 лет активацию межцентральных взаимодействий в коре головного мозга, что способствует созреванию его интегративных функций.

2. Под влиянием слухового сенсорного притока у детей 4 лет усиливается выраженность альфа-ритма, повышается его мощность, спектр частот смещается в сторону более высоких частот, происходит увеличение внутри- и межполушарной когерентности ритмов ЭЭГ, усиливаются реакции на фотостимуляцию.

3. Усиление в левом полушарии под влиянием пролонгированного сенсорного слухового воздействия межцентральных внутриполушарных показателей функции когерентности активности ЭЭГ, доминирование выраженности альфа-ритма способствуют развитию вербальных функций, освоению и реализации социальных форм поведения.

4. Обогащение сенсорной среды пребывания детей дошкольного возраста с помощью музыки повышает устойчивость биоэлектрической активности мозга к весенним астенизирующим влияниям и способствует сохранению достаточно высокого уровня функционального состояния центральной нервной системы в течение года.

5. У детей с задержкой психического развития в результате пролонгированного обогащения сенсорной среды обитания, наблюдались позитивные изменения электрической активности мозга (аналогично отмеченным у здоровых детей) и нейропсихологического статута, в наибольшей степени выраженные в развитии речи, причем индивидуальная динамика показателей была тем больше, чем менее была развита соответствующая функция в исходном состоянии.

В целом данная сенсорная активация привела:

а) к ускорению созревания мозга и наращиванию темпов онтогенетического развития;

б) запуску компенсаторных механизмов за счет интеграции сохранных корковых структур.

6. Пролонгированное акустическое сенсорное воздействие активирует созревание подкорковых структур и совершенствование регуляторных механизмов хронотропной деятельности сердца.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ.
1. Влияние пролонгированной активации сенсорного притока на нейропсихологический статус детей младшего дошкольного возраста: задержкой психического развития \\ Межвузовский сборник научных трудов “Человек в современном мире”. Выпуск 2,- Тамбов, 1995.-С 3-5 (в соавт. с Маляренко Т.Н, Туляковым А.В.).

2. Динамика асимметрии электрической активности мозга у детей под влиянием пролонгированного сенсорного притока И Тезисы докладов XI Международной конференции по нейрокибернетике. -Ростов-на-Дону, 1995. (в соавт. с Маляренко Т.Н.).

3. Влияние мультисенсорного пролонгированного притока на созревание высших функций мозга у детей и подростков И Тезисы докладов конференции “Нейрофизиологические основы формирования психических функций в норме и при аномалиях развития”. — М., 1995.- С. 37-38 (в соавт. с Маляренко Т.Н., Кураевым Г.А., Маляренко Ю.Е., Романовой Н.Г., Гуриной В.И.).

4. Активация созревания мозга у детей с помощью адекватного пролонгированного сенсорного притока И Материалы третьих научных чтений и симпозиума: Современные представления о структурно-функциональной организации мозга. -М., 1995. -С.72 (в соавт. с Маляренко Т.Н., Маляренко Ю.Е., Романовой Н.Г.).

5. Развитие электрической активности мозга у детей 4 лет при пролонгированном усилении сенсорного притока с помощью музыки И Физиология человека -1996. -Т. 22. -№ 1. -С.82-87. (в соавт. с Маляренко Т.Н., Кураевым Г.А., Маляренко Ю.Е., Романовой Н.Г., Гуриной В.И.).