Движение – это жизнь!

Давайте подведем некоторый итог нашей беседы относительно пренатального периода развития человека.

Разбирая этапы пренатального развития, мы не раз обращали внимание на то, что плод отвечает на те или иные раздражения двигательной реакцией. Движение организма в ответ на те или иные средовые воздействия является внешней стороной любой поведенческой реакции. Поведение – это одна из важнейших форм жизнедеятельности человека и животных, обеспечивающая возможность самосохранения и развития организма. Внешне поведение проявляется в двигательной активности организма, направленной на активный поиск в окружающей среде путей и средств удовлетворения его текущих потребностей. Но сам этот поиск, выработка и реализация стратегии и тактики поведения возможны только благодаря наличию сложной внутренней психической активности.

Но вот здесь-то и встает вопрос: можем ли мы говорить о поведении применительно к периоду внутриутробного развития человека?

До недавнего времени не было реальной возможности изучать поведение нормально развивающегося плода за исключением тех ситуаций, когда ребенок рождался преждевременно, и исследователи могли наблюдать его ответные двигательные реакции на какие-то внешние раздражители – свет, звук, прикосновение. В настоящее время благодаря современным методам исследования (ультразвуковое сканирование, видео– и киносъемка) удалось установить, что поведение плода имеет гораздо более сложный характер, чем думалось ранее. И интерес исследователей привлекли не столько собственно рефлекторные реакции, вызванные какими-то искусственными воздействиями, сколько спонтанные паттерны движения плода, многие их которых очень сходны с теми, что мы можем наблюдать в постнатальном периоде, т. е. после рождения ребенка.

Сегодня с помощью новых методов исследования описаны паттерны двигательной активности плода на разных стадиях внутриутробной жизни человека.

Двигательная активность эмбриона начинается очень рано. Самым первым различимым движением эмбриона является сердцебиение. Оно появляется, когда возраст эмбриона составляет всего лишь 3 недели, а его длина равна 6 мм. Такое «поведение» сердечной мышцы предшествует зарождению нервной системы. Вскоре устанавливается правильный ритм, а через пять недель ритм сердца господствует в организме эмбриона. Только после того, как устанавливается сердечный ритм, начинается формирование нервной системы, и это приводит к развитию двигательной активности.

Уже на 7-й неделе внутриутробного развития мы можем увидеть первые едва различимые двигательные реакции плода – это небольшие медленные движения контуров его тела.

На 8-й неделе появляется такая двигательная реакция, как вздрагивание – быстрое генерализованное движение, длится оно не более 1 секунды, всегда начинается с головы и в некоторых случаях переходит на шею и туловище; формируется и более глобальное движение, – когда все тело двигается, в результате чего плод может менять свое положение.

С 9-й недели мы можем увидеть уже быстрые или медленные сгибательные и разгибательные движения рук или ног, которые могут сопровождаться поворотом головы. Плод уже демонстрирует наклон головы назад или вперед, а также поворот головы из стороны в сторону. Перемещение головы назад часто сопровождается открыванием рта и высовыванием языка; тогда как перемещение головы вперед может сопровождаться прикосновением руки к лицу (при этом пальчики сгибаются и разгибаются вместе), в то же время контакт руки с лицом (это важная рефлекторная зона) вызывает появление сосательных движений. Мы можем наблюдать также толчкообразное сокращение и резкое смещение диафрагмы, которое продолжается около одной секунды и может быстро повторяться несколько раз подряд (плод как бы «икает»).

На 10-й неделе у плода уже можно наблюдать регулярные паттерны движений диафрагмы, грудной клетки и живота, иногда в комбинации с раскрыванием рта и глотанием амниотической жидкости – идет отработка дыхательных и глотательных движений, их сочетаний.

На 10-11-й неделях плод может демонстрировать такой сложный двигательный паттерн, как вращение. Его он совершает либо по типу кувыркания, либо посредством последовательных шагательных движений (вот тогда-то зарождается шаговый автоматизм), в результате которых происходит поворот через бедро. В это же время он может демонстрировать двигательный паттерн, имеющий большое сходство с тем, что мы выполняем при потягивании и зевании: поднятие и поворот рук, широкое раскрытие челюстей и последующее быстрое закрывание рта.

На 12-й неделе внутриутробного развития плод может двигать своими пальчиками независимо друг от друга. В 14 недель он демонстрирует поворот кисти – это движение в области запястья, не связанное с движением пальцев. Все это свидетельствует об одной из отличительных особенностей развития именно человека – опережающем развитии руки, и прежде всего кисти.

Второй отличительной особенностью пренатального периода, как мы уже упоминали, является опережающее развитие мозга. И это понятно – для того чтобы стать для организма поистине «руководящим» органом и иметь большие возможности для манипулирования поведением, мозгу нужно как можно быстрее установить связи со всеми другими отделами и структурами человеческого тела. При этом с самого начала формируются и специфические рецепторные зоны, раздражение которых приводит к биологически важной ответной реакции. Одна из таких важнейших и наиболее рано формирующихся рецепторных зон, как мы уже не раз упоминали, – область рта.

Уже в 8 недель легкая стимуляция плода волосом в области рта приводит к генерализованной (широкоразлитой и многокомпонентной) нервной реакции, проявляющейся в раскрытии рта, в движении конечностей и туловища. К 16 неделям зона ответной реакции локализуется только в зоне контакта: прикосновение в области рта приводит только к раскрытию рта. Эту реакцию вы прекрасно можете наблюдать и после рождения вашего малыша. И не только наблюдать, но и активно использовать в качестве средства для возбуждения пищевой активности ребенка – если пощекотать щечку младенца в околоротовой области, от рефлекторно откроет рот и начнет совершать сосательные движения.

Следует отметить, что плод очень чувствителен к любого рода тактильным раздражениям. Тактильная чувствительность (от лат. tactilis – осязаемый, от tango – касаюсь) – ощущение, возникающее при действии на кожную поверхность различных механических стимулов – развивается очень рано. Наиболее дифференцированная кожная чувствительность возникает при раздражении кончиков пальцев рук, губ, языка, где располагается большое количество разнообразных механорецепторов. Так, если в 11 недель плод начинает отвечать на раздражения поверхности рук и стопы, то уже спустя всего две недели вся кожная поверхность оказывается чувствительной к действию раздражителей.

Вместе с тем динамика развития двигательной активности плода имеет волнообразный характер. Если до 4-го месяца внутриутробной жизни мы имеем нарастание не только видов, но и количества выполняемых плодом движений (в 16 недель плод совершает до 20 000 спонтанных движений в день – он практически постоянно находится в активном состоянии), то на 17 – 18-й неделе развития активность плода падает, наступает переходный период, который продолжается до 24-й недели, т. е. с 5-го по 6-й месяцы, и только затем вновь отмечается подъем двигательной активности плода.

С чем же это связано? Полагают, что наблюдаемый период относительного затишья двигательной активности связан с активным формированием в это время высшего отдела головного мозга – коры больших полушарий, поверхностно расположенного слоя серого мозгового вещества, с деятельностью которого связывают возможность осуществления организмом сложных форм адаптивного поведения и распознавания.

Кора больших полушарий головного мозга закладывается рано – на 7-й неделе внутриутробного развития, оформляются и основные ее отделы – древняя, старая и новая кора, или неокортекс. Последний занимает 95,6 % всей поверхности коры больших полушарий, и его площадь достигает у человека 2500 см² за счет того, что кора больших полушарий образует большое количество борозд и извилин.

Вот как раз на пятом месяце внутриутробной жизни (когда ученые отмечают период затишья в двигательной активности плода) и начинается образование борозд на поверхности головного мозга, а вместе с тем и увеличение поверхности коры. Сначала образуются первичные борозды, к седьмому месяцу пренатального развития – вторичные, а уже после рождения появятся третичные борозды. Все эти борозды и извилины служат для исследователей своеобразными ориентирами – они как бы разделяют кору головного мозга на лобную, теменную, затылочную и височную доли, в каждой из которых выделяются определенные области, подобласти и специализированные корковые поля в соответствии с их функциональным назначением.

Но кроме количественных изменений происходят и важные качественные преобразования мозговой ткани. В строгом соответствии с генетической программой начинается формирование клеточных слоев неокортекса – структурно и функционально сходные клетки мигрируют на отведенное им место, образуя в конце концов послойную структуру строения коры больших полушарий.

Новая кора отличается особой сложностью своей морфофункциональной организации – она состоит из 6 – 7 слоев клеток, каждый из которых представлен особым типом нервных клеток (нейронов) и выполняет определенную роль в процессах приема и переработки информации. На снимках, полученных с помощью компьютерной томографии, видно, что за девять недель внутриутробного развития кардинально увеличивается площадь коры больших полушарий за счет появления большого количества борозд и извилин. На фотографиях, сделанных с помощью электронного микроскопа, прослеживается, что клеточные слои за это время четко дифференцируются; нервная клетка приобретает более зрелый вид.

Но для функционирования мозга как единого целого необходимо, чтобы нервные клетки как можно раньше установили рабочие связи «по горизонтали» – между различными корковыми областями, и «по вертикали» – между корой головного мозга и нижележащими подкорковыми структурами. Установлено, что и сама нервная клетка не приобретет зрелый вид, пока не установит необходимых связей с другими нервными элементами.

Все эти важнейшие для развития мозга количественные и качественные преобразования, происходящие в пренатальном периоде, обусловливают возможность осуществления мозгом интегративной деятельности, а стало быть, и новые функциональные возможности плода. Прежде всего это сказывается в характере его двигательной активности.

В возрасте 24 недель мы часто можем наблюдать сосание большого пальца – отработка сосательного навыка чрезвычайно важна для выживания индивида. После 24-й недели у плода наблюдаются более тонкие движения, включая экспрессивную лицевую мимику. Активность плода возникает периодически и теперь подчиняется циклу «сон – бодрствование». Возникает 40-минутный цикл активности, который имеет эндогенное (т. е. исходящее из самого организма) происхождение и сохраняется после рождения, и 96-минутный цикл, который связан с циклом сна матери и исчезает после рождения.

В возрасте 30 недель у плода во сне можно зарегистрировать быстрые движения глаз (БДГ). Это та фаза сна, которая у взрослых сопровождается сновидениями, а у плода вероятнее всего связана с циклами биохимической активности мозга.

На 32-й неделе развития около 70 – 80 % времени ребенок проводит в фазе БДГ-сна, который сочетается с «дыхательными» движениями плода (движения диафрагмы, грудной клетки и живота, открывание рта и заглатывание амниотической жидкости).

На 28-й неделе пренатального развития появляется и первый рефлекс позы, который нередко называют «позой фехтовальщика». Это шейно-тонический рефлекс, сложный двигательный паттерн, который характеризуется тем, что рука и нога с той стороны, куда повернута голова, выпрямлены, а с противоположной стороны рука и нога находятся в согнутом положении (отсюда и сходство с позой фехтовальщика). Этот рефлекс сохраняется в постнатальном периоде вплоть до 8-го месяца и, по всей видимости, имеет определенный смысл, поскольку помогает младенцу локализовать свою руку в поле зрения. К 28-й неделе развития у плода проявляется и другой сложный двигательный паттерн – хватательный рефлекс.

К концу беременности спонтанная активность плода еще более возрастает. Движения на последних стадиях беременности весьма активны и довольно разнообразны, в частности у плода имеется шаговый автоматизм. Эти паттерны движений хорошо скоординированы в условиях относительной невесомости околоплодной среды. Ученые предполагают, что подобная сложноорганизованная деятельность отражает стремление плода занять наиболее удобное положение в утробе матери.

В чем же смысл этих спонтанных движений плода и почему они так интересуют исследователей?

Во-первых, спонтанные движения способствуют развитию нервной системы. Спонтанные движения служат не только для упражнения развивающейся нервной системы, они обеспечивают важнейшее звено в развитии этой системе – обратную связь. В результате обратной сенсорной связи от движений, ограниченных стенками матки (будь то изменение положения всего тела или движение конечностей), нервная система плода получает и перерабатывает проприоцептивную (мышечно-суставную), вестибулярную, а также тактильную информацию, что существенно влияет на созревание соответствующих отделов центральной нервной системы плода.

Значение обратной связи очевидно при анализе состояния, известного под названием алкогольный синдром плода, при котором дети матерей-алкоголиков появляются на свет с врожденными уродствами суставов. Это связано с тем, что алкоголь, проникающий через плацентарный барьер, оказывает анестезирующее влияние на плод. В результате нарушается процесс формирования нормальных паттернов движений, а именно благодаря им развивающиеся суставы приобретают свою правильную форму. (Заметим, кстати, что это положение было определенным образом подтверждено в опытах на животных. Так, в экспериментах на зародышах курицы было показано, что всего лишь двухдневное искусственное ограничение подвижности ног во время сензитивного периода развития суставов может привести к возникновению уродств.)

Во-вторых, спонтанные движения закладывают основы для межсенсорной интеграции. Мы уже упоминали, что интегративная деятельность мозга является важнейшим условием его полноценного функционирования. Отсюда первостепенной задачей является раннее установление связей между различными отделами и структурами мозга.

В процессе освоения человеком окружающего мира огромную роль играют сенсорные системы, или органы чувств. Закладка основных сенсорных систем происходит достаточно рано – к 3-му месяцу беременности, в течение последующего времени им предстоит совершенствоваться и специализироваться в соответствии с выполняемыми функциями. Но даже на этом раннем, функционально незрелом, уровне важнейшей стратегической задачей мозга задачей становится установление функциональных связей между различными сенсорными системами, установление необходимой межсенсорной интеграции.

Вот тут-то и приходит на помощь рано проявляющаяся двигательная активность плода. Поступающая в мозг проприоцептивная информация о положении мышц тела, сочетаясь с приходящей информацией от других развивающихся сенсорных систем (слуховой, вестибулярной, тактильной и пр.), закладывает основы для построения мозгом целостного образа того или иного воздействия.

И наконец, вполне утилитарный смысл спонтанных движений: непрерывные вращательные и «ползающие» движения зародыша и плода могут просто физически предотвратить его прилипание к стенке матки.

Итак, движение – это жизнь. Но движение важно не только для плода, но и для будущей мамы. Именно от степени ее двигательной активности во многом зависит психосоматический статус будущего ребенка. И это понятно: во время движения усиливается приток кислорода к легким, лучше циркулирует кровь, тренируется вестибулярный аппарат.

В этом смысле интересны результаты модельных экспериментов, которые провели ученые Центра молекулярной медицины имени Макса Дельбрюка и берлинской клиники «Шарите». Они сравнили две группы мышат: в одной мамы во время беременности могли активно бегать в колесе, в другой – не имели такой возможности и пребывали в обычном «клеточном» состоянии. Оказалось, что мышата «продвинутых» в двигательном отношении мам имели на 40 % больше нервных клеток в головном мозге, чем потомство мышей, предпочитавших более спокойный образ жизни.

Конечно же, нужно с большой долей осторожности переносить результаты лабораторных экспериментов на людей, но не вызывает сомнения, что в рекомендациях врачей заниматься спортом, вести активный образ жизни во время беременности кроется глубокий смысл – это способствуют развитию головного мозга будущих детей.