第三节 神经系统(1 / 1)

神经系统统一和调节着整个身体的生活机能。它的最高级部分—脑是意识和思维器官。

大脑皮层自生活过程中获得了新的神经联系、新反射弧的联结,并形成条件反射过程(先天性的,即无条件反射弧,是在延髓下端部分及脊髓部分发生的)。在大脑皮层上形成概念并产生思维,这里还进行着意识活动。人的语言和劳动活动的发展是跟大脑皮层的复杂化和完善化,同时和人的精神活动密切相关的。

最接近大脑皮层的皮下中枢和脑干中枢实现着复杂的无条件反射活动,各种本能为其最高的形态。这种活动在大脑皮层的不断调节影响下进行。

神经组织不仅具有兴奋的特性,而且还具有抑制的特性。虽然这两种特性是对立的,但总是彼此伴随着的,而且不断地变化并彼此交错,成为统一的神经过程的不同的形态。兴奋和抑制永远是相互作用着,而且是中枢神经系统一切活动的基础。兴奋和抑制的产生有赖于人的周围环境和身体的内部过程对中枢神经系统,首先是对大脑的影响。外界环境和劳动条件的改变,能引起在人的无条件反射或早先获得的已经牢固的旧的联系的基础上产生的新的条件联系,并能引起在新的情况下并无任何作用的其他条件联系的抑制。在大脑皮层的某部分产生较显著的兴奋时,则在另外部分就产生抑制(负诱导)。在大脑皮层的某部分产生的兴奋或抑制,能继续传布、扩散开来,之后又能重新集中到某一点(扩散和集中)。

兴奋和抑制的过程在教育和教学工作中具有重大的意义,因为了解这些过程并熟练地运用它们,就能发展和改善新的神经联系,新的联想、技能、技巧和知识。

图14 神经系统正面图

(根据沃罗比尧夫的材料)

图15 神经系统背面图

(根据沃罗比尧夫的材料)

人的大脑皮层具有在各方面识别周围生活现象、形成概念、将概念巩固为意识(领会、记忆等)和复杂的精神机能(思维)等的特性。所有这些过程都是以大脑皮层作为物质基础,而且跟神经系统的一切机能密切联系着。在形成高级精神机能上,跟第一信号系统相互发生作用的大脑的第二信号系统具有决定性的作用。巴甫洛夫学说的这个最重要的部分,使我们能认识到人的精神活动的最高表现。在认识人和动物的高级神经活动(行为)规律方面,以天才的创始者谢切诺夫、维金斯基,特别是巴甫洛夫及他们的学生们为代表的这个俄罗斯生理学派做出了卓越的贡献。他们使心理学成为唯物主义的学说,同时驳斥了唯心主义的伪科学的理论。有了巴甫洛夫在高级神经活动方面的天才的科学发现,才有可能创造性地发展教育学这一门实验科学。为了要在教育学上能应用并创造性地发展巴甫洛夫学说,必须了解神经系统的发育特点,首先必须了解高级神经活动的发育特点。

儿童和少年的神经系统的发育,首先是大脑的发育,是有极重大的意义的,这是由于在儿童时代、少年时代和青年时代的整个进程里都在形成着人的心理特性。心理的定型和改善是大脑皮层的发育及其直接参与活动所致。婴儿在出生时,中枢神经系统和周围神经系统尚未发育(特别是大脑皮层及其附近的皮层下神经节尚未发育)。

新生婴儿的脑的重量相对地说是很大的,它占了整个体重的1/8,而成人的脑的重量仅占整个体重的1/40。根据下面的材料可以看出儿童和少年在各个不同年龄期的脑的重量的增长情况。脑的一般重量如下。

新生婴儿………………………400克

7岁儿童………………………1 250克

15岁少年……………………1 350克

18岁青年……………………1 380克

成人…………………………1 400克

这些数字对某些个别的人可能有很显著的差别。但上述的这些数字是非常重要的,因为这些数字说明各个不同年龄时期脑的重量的增长情况。幼儿的脑的形态构成基本上由出生日开始到5岁完成。在随后的成长中,脑的重量的增长比较不显著。

儿童的大脑皮层表面在其出生后的最初几个月比较平滑。主要的沟虽然能见到,但是不深,而且第二级沟和第三级沟尚未形成。脑回仅稍稍出现。新生婴儿的大脑皮层的神经细胞数量跟成人相等,但是这些神经细胞还是极原始的。幼龄儿童的神经细胞为单纯的梭状并带有少量的神经突起,而且树状突触才开始形成。

神经细胞及其突起的构造复杂化,也就是神经元的构造复杂化进行得极慢,并且不能跟身体的其他器官及其系统的发育同时完成。这种过程在随后的整个生活中总是继续着的。神经细胞跟身体的其他细胞的区别,就在于神经细胞不增殖、不再生,而且在出生时所有的神经细胞总量在一生中是没有任何变化的。可是,在身体的成长过程中,随着年龄的增长,神经细胞是会增大的,是会逐渐发育的,轴突及树突也会伸长,且后者形成树状分支(见图16)。

图16 神经细胞的发育期

幼儿的神经纤维,其绝大部分尚未被白色髓膜覆盖,因此,大脑半球、小脑以及延脑就不能像成人那样明显地分成灰质和白质。

从脑的各部分机能来说,新生婴儿的大脑皮层的发育是极差的,因此,幼龄儿童的整个生活过程主要依赖皮层下中枢来调节。随着婴儿的大脑皮层的发育,儿童的知觉和运动进步了,而且逐渐分化,变得复杂了。

在婴儿出生的时候,大脑半球的皮层虽然尚未成熟发育,然而在机能方面几乎已经能形成内外条件的联系,也就是条件联系了。可是婴儿在2~3个月时皮层神经分布还未充分发展,因而往往很难形成条件反射。

同时,新生婴儿的大脑皮层只有极短的时间是处于兴奋状态的。因此,恩·伊·克拉斯诺哥尔斯基认为,新生婴儿的大脑皮层在日常刺激的作用下,会迅速地降低其兴奋性而进入生理睡眠状态。这一点在衰弱儿童身上表现得最突出。

图17 大脑两半球

(上部的形状——根据沃罗比尧夫的材料)

图18 脑底

1.大脑;2.小脑;3.延脑;4.脑桥;5.脊髓(根据沃罗比尧夫的材料)

儿童大脑皮层在先学前期,即在3岁前成长得最快。随着脑的不断发育,各皮层区、脑皮层各层变得完善起来,脑髓层和皮层内纤维的总数也增多起来。

图19 八个月胎儿的脑

1.大脑两半球;2.小脑

图20 新生婴儿的脑

在1岁的后半年,儿童凭借全部感觉器官(眼、耳、皮肤等)产生的条件联系,发展得比较快,然而比之后的时期仍要慢一些。随着大脑皮层的发育,觉醒时间也增多了。这就促使新条件联系的形成。在此期间也奠定了以后语言声音的基础,这是跟一定的刺激相联系的,并且是刺激的外部表现。儿童语言的形成,是完全按条件反射联系的形成规律进行的(按照克拉斯诺哥尔斯基的观点)。

在第二年,随着儿童的大脑皮层的发育及其活动的加强,形成了更新的条件反射系统和各种类型的抑制。在第三年,从机能方面来看,大脑皮层发育得特别快。在这个时期,儿童的语言发展很显著,3周岁的幼儿平均有500个词语。

学龄前(4~6岁)儿童大脑皮层的机能已经巩固并且仍在继续发展。在这个时期内,大脑皮层的分析活动和综合活动已相当地复杂化了。同时,情绪也有区别了。由于这样年龄的儿童具有促成新的皮层联系的模仿性和重复性,他们的语言发展就很迅速,而且能逐渐地复杂化和完善起来。6周岁的儿童已具有一些抽象的概念了。

学龄初期儿童和性成熟时期儿童的脑还在不断地发育,各个神经细胞已趋完善,新的神经通路发展了,整个神经系统的机能也在继续发展。同时,额叶的成长很迅速。这就使儿童的大脑皮层的联想联系得到改善。在此时期,在本性反应及低级情绪反应上很明显地表现了大脑皮层的调节作用。因此,克拉斯诺哥尔斯基认为,有计划地教育儿童的举止行为,并从各方面来发展大脑的调节机能就具有特殊的意义。

在性成熟时期,特别是在性成熟末期(青年期),脑体的增长是不太显著的。这时候主要是发生着脑内部构造的复杂化的过程。脑内部发育的特征就是:大脑皮层神经细胞的完全形成,并且在构造方面发生了特别急剧的增长;脑回彻底形成及联系着皮层各区域的联络纤维发育。16~18岁青年的联络纤维量增多特别显著。这一切对联想、推论、抽象和概括等思维过程创造了形态学上的基础。

图21 右侧大脑(内部表面)

1.小脑;2.第四脑室(根据沃罗比尧夫的材料)

在性成熟时期,在内分泌腺上发生的那些剧烈变化对大脑的发育和生理活动有一定的影响。甲状腺和生殖腺的剧烈活动(参看第十二节《内分泌腺》),显著地提高了中枢神经系统的兴奋性,而首先是提高了大脑皮层的兴奋性。“由于反应性的加强和形成了不稳定性,特别是由于各种情绪过程,一切不良的环境条件,如精神刺激、过度的负担等都容易引起皮肤神经机能症”(克拉斯诺哥尔斯基)。对少年和青年进行教导工作的教师们应当注意这一点。

在18~20岁的青春期,大脑的机能发育已显著完善,并已有可能做更精细更复杂的分析活动及综合活动。

图22 脊髓

1.灰质;2.白质(根据沃罗比尧夫的材料)

在随后的成年时期,特别是在人们经常做复杂的脑力劳动和体力劳动来锻炼高级神经活动的情况下,大脑皮层更趋完善,而且大脑皮层机能的发展还在继续着。这时,当然必须严格遵守高级神经活动的卫生条例。可是,大脑皮层的发育和改善总是在学前和学龄时期奠定基础的。

儿童的延脑在出生时就已十分发达,而且机能也已成熟。相反地,新生婴儿的小脑发育较差,脑沟也不深,而且脑半球也小。小脑从1岁开始就迅速成长,3岁幼儿的小脑已经跟成人的在大小上相仿,这是跟维持体位平衡和运动协调的机能的发展相联系的。

根据弗·伊·瓦耳克尔的材料,新生婴儿的脊髓的长度为14~16厘米;到10岁时,脊髓的长度增加一倍。成人的脊髓的长度约为43~45厘米。新生婴儿的脊髓重量为3~4克,到6个月时,脊髓的重量增长1倍;到11个月时,脊髓的重量增长2倍;到3岁时,脊髓的重量增长3倍。6岁儿童的脊髓重量约为16克,而20岁青年的脊髓重量为30克。婴儿在出生时的脊髓通路已十分发达。儿童的脊髓神经和觑内神经(俄文的直译——编者注)的成髓在3个月时形成,而末梢神经的成髓要到3~5岁时才形成。在随后的年代中,髓鞘仍继续成长。

儿童的植物神经系统机能的发展(虽然在1岁时这种神经系统已经在机能方面基本上形成)是跟中枢神经系统的发展同时进行的。

皮层下节是管制植物神经系统活动的中枢。植物神经系统是处在大脑皮层的调节作用下的。当儿童和少年由于某些原因而使大脑皮层的监督活动遭受损伤或减弱的时候,植物神经系统的皮层下节的活动就较明显地表现出来。

正如伊凡诺夫–斯莫连斯基、克拉斯诺哥尔斯基和其他学者所指出的那样,儿童的高级神经活动有多种多样的个别特征,也有某些一般的特征。学前儿童和学龄儿童的大脑皮层机能不是十分坚定的。越是幼小的儿童,兴奋过程比主动性的内抑制过程就越占优势。儿童和少年大脑皮层的长时间的兴奋,会引起过度兴奋和所谓“超限”抑制的现象。

儿童的兴奋过程和抑制过程容易扩散,也就是容易沿着大脑皮层扩散,这会破坏要求兴奋过程和抑制过程高度集中的脑的工作。与此有关联的还有儿童和少年的注意力的涣散及神经系统的虚弱,因教学工作布置不适当而负担过重时更是如此。假如考虑到儿童和少年在学习过程中中枢神经系统的活动必然会很紧张,那么很明显地就必须特别注意对学生的神经系统采取卫生措施。

为了使儿童及少年的神经系统,特别是使它的高级部分—大脑皮层正常发育,合理地组织生活制度、规定脑力劳动的标准、正确地制定各种有意义有趣而且是能胜任的体育活动具有巨大的意义。假如儿童能于规定的时间内在学校学习,在家准备功课,假如他们能于规定的时间内饮食、就寝、起床,假如他们每天的生活制度有规律,那么身体内的一切过程就会正常地有节律地进行。

儿童和少年有了这样明确的生活制度,就能形成一定的条件反射,而且时间就会成为主要的刺激物。例如,将近中午一点钟时通常是儿童进午饭的时间,到这个时候儿童就会有食欲并开始分泌消化液,这样,机体就表现了准备用饭的动作。同样,到了习惯睡眠的时间,大脑皮层的抑制过程就极容易扩散,这也正是睡眠状态来临的一种特征。在这种情况下,时间就成为睡眠的信号,这和钟声成为进教室开始学习的信号是相同的。

儿童和少年的神经系统的卫生,跟一切教导工作(参看第八章《教导工作的卫生》)的卫生组织有着密切的联系。

周围环境的条件和作用在很大程度上能影响儿童和少年的神经系统的正常发育。周围环境应该没有那些过度刺激、扰乱及威胁儿童和少年的神经系统的因素。学校和家庭环境应当使儿童养成富有朝气的、生活乐观的情绪,这是健康的正常发育的儿童所必需的。家庭和学校保持清洁、整齐,教师和家长对儿童和少年的态度永远非常和悦,这能促使他们的神经系统得到正常的健全的发育。

学校和其他儿童教育机关的教师和校医,在工作中对待每个儿童和少年的态度必须以他们的特征、高级神经活动类型、体力和智力的发育水平及健康状况等作为依据。

儿童和少年的神经系统跟其他系统和器官一样,需要锻炼以达到全面的充分的发育(游戏、身体训练、练习讲话、计算、书写、观察、理解等)。可是,这些训练都应当是很适度的,因为过度的紧张状态会使儿童的神经系统过度兴奋,就会不可避免地引起神经的过度疲劳。过度疲劳是妨碍并减弱儿童和少年的神经系统正常发育,特别是大脑皮层正常发育的主要因素之一。

要使儿童和少年的神经系统正常发育,就必须有合理的营养(吃含有磷、卵磷脂、B族维生素等的食物)。绝对禁止儿童饮用含有酒精的饮料(即使是不过量的也不允许),因为酒精对一切器官起着有害的作用,特别是对神经组织有不良的影响。酒精首先会引起神经系统的过度兴奋,然后又会使它处于衰弱状态。经常(即使是适量的)饮用含有酒精的饮料能使神经细胞和脑血管发生变性,对神经活动有不良的影响,并成为产生各种神经疾患的根源。

少年吸烟也极有害。烟内所含的尼古丁对少年的神经系统有不良的影响,能引起头痛、呕吐、流涎症等疾患。因此,学校和家庭应当同心协力不允许少年吸烟和饮用含有酒精的饮料。

从卫生方面来看,正确地组织睡眠对儿童和少年的神经系统的正常发育以及对保证神经系统的活动有特别重大的意义。正常的睡眠能保证身体的充分休息,特别是保证中枢神经系统、感觉器官和肌肉系统的充分休息。根据伟大的俄国生理学家巴甫洛夫的学说,睡眠是抑制作用沿着大脑皮层扩散,然后到调节骨骼肌肉组织活动的大脑下部中枢的过程。这个过程能引起骨骼肌的衰弱(紧张力减退)。

表2 不同年龄的儿童和少年的睡眠时间

当然,在睡眠时,并不是整个中枢神经系统都处于抑制状态。调节呼吸、心脏血管活动及其他内脏器官的中枢于睡眠时仍在工作。此外,在睡眠时,中枢神经系统内(大脑皮层上)有时还保持着兴奋灶,根据某些条件(神经系统的一般状态、睡眠的情况、熟睡前的情绪等),某些人程度较深些,而某些人则浅些。中枢神经系统的兴奋灶有时在睡眠中引起惊动不安、跃起、叫喊、说梦话、梦游等现象,这种现象有时跟初期传染疾患、肠虫、过度疲劳有关,特别是神经质的儿童常会发生这种现象。梦也是大脑皮层出现兴奋灶的结果,并且也可说明大脑不是处于熟睡状态,而是处于熟睡与假寐之间的状态。

对儿童和少年的睡眠的基本要求,就是睡眠时间要跟他们的年龄相适应(符合标准)。某些年龄的儿童和少年的睡眠时间,因为他们的身体的特点,特别是因为神经系统发育程度的不同而有所不同。年纪越小的儿童,睡眠时间就应该越多。上面的不同年龄儿童和少年的睡眠时间表,表示不同年龄儿童和少年在夜间的一般睡眠时间,同时还说明幼龄儿童的昼间睡眠时间。

对于儿童和少年的睡眠,应当有一定时间的睡眠和觉醒互相轮换的明确制度,这能使他们在一定的时间非常容易入睡。儿童和少年的睡眠不足能引起衰弱、容易疲劳、精神机能下降、神经系统疲倦以及身体抵抗力显著减弱等现象。

因为睡眠要沿着大脑皮层广泛扩散抑制作用,所以一切影响抑止的因素沿大脑皮层扩散时,人就不能熟睡。在大脑皮层中出现的强力的兴奋灶是抑制扩散的主要障碍。因此,在睡眠前必须避免使神经系统兴奋。

从卫生方面来看,为了正确地组织儿童和少年的睡眠,在晚饭后必须使他们处在安静的环境中,以避免神经系统的兴奋或过度兴奋。不注意这一点就会使睡眠不安稳。必须注意的就是在熟睡前的一小时里,儿童(少年)的中枢神经系统和一切精神运动器官尚残留着少许兴奋的迹象,入睡前如果增加兴奋,就会增强中枢神经系统的兴奋状态。

在睡眠前应当避免做剧烈的脑力劳动,不看能引起痛苦的、伤感的或会发生幻想的书籍(一般在阅读这种书籍后会做噩梦),不喧闹叫喊,不做剧烈运动等。在睡眠前的时间,最好在新鲜空气中做15~20分钟的散步活动,也可以利用这个时间阅读文艺书籍,听听轻音乐,或跟父母谈谈话,等等。

一般不允许儿童在就寝前吃晚饭。胃饱满时,横隔膜上升,就会压迫心肺并阻碍它们的正常活动,同时会使睡眠时做噩梦。在睡眠前不能给儿童吃刺激神经系统的食物—巧克力、纯咖啡和浓茶。晚饭时应当让儿童吃一些软的食品,进食的时间不应当晚于就寝前一小时。

创造一个使儿童能安静睡眠的环境是非常重要的。儿童和少年的寝室应当在儿童和少年睡眠前很好地通风。

睡眠时儿童的呼吸要比觉醒时均匀和浅一些,所以特别需要有良好的新鲜空气。要使儿童和少年习惯于在温暖的季节里开腰窗及小窗睡觉。在炎热的房间里睡觉是有害的,因为被褥通常会能使身体过分温暖,房间里温度高就会使身体的温度调节发生困难。寝室的空气温度不应超过15~16摄氏度,并且尽可能在睡眠时间使空气保持均匀的温度。