Критические периоды для развития зрения и слуха: научный прорыв

Ученые провели несколько экспериментов с животными, чтобы понять, имеет ли значение время поступления информации от органов чувств на развитие мозга, и чтобы проконтролировать время получения этой информации. Вот, например, исследование, опубликованное в 1963 году и ставшее классическим: ученые Дэвид Хьюбел и Торстен Визель тестировали важность ранней зрительной стимуляции. С помощью хирургического вмешательства они закрывали у маленьких котят один глаз и снова открывали его через три месяца[110]. То есть с тех пор, как у котят прорезались глаза, они могли видеть только одним из них. А через три месяца – обоими. Результаты исследования показали: нервные пути для глаза, открытого почти с рождения, отличались от нервных путей для глаза, зашитого на три месяца. Опираясь на это и множество других исследований, ученые пришли к выводу: время зрительной стимуляции глаз очень важно для развития зрительных путей и центров мозга.

Итак, существует критический период для развития зрения. Если зрительные стимулы не были «включены» в нужное время, это приводит к ухудшению зрения. Способность координировать информацию между глазами (например, развивать глубину восприятия при бинокулярном зрении) тоже нарушается, если оба глаза не получают нужную стимуляцию в нужное время. Ученые настаивают: людям в раннем возрасте необходима стимуляция обоих глаз, чтобы бинокулярное зрение развивалось правильно[111].

Но означает ли это, что заслуживающий доверия критический период развития зрения оправдывает необходимость демонстрировать младенцу всевозможные вспышки света, цифры или буквы – и все для того, чтобы он вырос умным? Или, наоборот, не обеспечивать ему «правильную» зрительную стимуляцию во время критического периода, чтобы облегчить развитие мозга? Нет. Оказывается, младенцы должны получить сенсорную информацию от обоих глаз примерно до восьмимесячного возраста, и эта информация должна быть трехмерной (твердые предметы), а не двухмерной (обучающие карточки или экраны с видеоизображением). Однако специально отобранная информация не дает долгосрочных преимуществ. В естественной среде малыши общаются с родителями, играют в кубики, с погремушками, чашками, мисками, ложками, палочками, камушками, травой, с домашними животными и т. д. Подумайте, с какими предметами сталкиваются дети в разнообразных культурах по всему миру! Любой из этих предметов и все они вместе служат на благо в этот критический период. Они обеспечивают правильное развитие зрительных путей и бинокулярного, или стереоскопического, зрения. Нет научных доказательств того, что знакомство со специальной информацией – цифрами, буквами или особенными кубиками – лучше настраивает мозг во время критического периода развития зрения. И совершенно ясно, что дети, узнавшие буквы или цифры значительно позже сверстников, часто обожают читать и проявляют способности к математике.

Эти убедительные доказательства существования критического периода развития зрения имеют важные ограничения. Паван Синха, профессор нейробиологии и когнитивистики MIT, получил от Национальной академии наук престижную награду Troland Research Award за изучение возможностей слепых детей в Индии. Их зрение восстановилось через длительное время после окончания «критического периода» настройки зрительных центров мозга. Синха обнаружил, что дети учились видеть, даже если операция проводилась в возрасте старше пяти, шести или даже 12 лет. Это меняло параметры критического периода настройки мозга на зрение.

В исследовании, ставшем классическим, профессор Синха и его коллеги изучали случай женщины из Индии. Прежде чем ей сделали операцию на глаза в возрасте 12 лет, она едва различала свет и тьму[112]. Несмотря на такую ограниченную информацию, после операции у нее развилась отличная способность к обработке визуальной информации и трехмерное бинокулярное зрение. Поскольку женщина не была полностью слепой, нервные пути от глаз к зрительным центрам мозга были достаточно сильны и их удалось усовершенствовать после удаления катаракты: в мозг стала поступать более насыщенная зрительная информация.

Синха продолжил это исследование и пришел к выводу: критический период развития зрения означает, что мозг должен получить какой-нибудь зрительный стимул в течение первых лет жизни. Необязательно это должна быть высококачественная зрительная информация. Достаточно слабого, размытого зрительного сигнала. Словом, для развития зрения существует гораздо больше времени, чем начальный критический период. С помощью исследований Синха можно разбить утверждения, что родителям необходимо стимулировать детский мозг во время критического периода в младенчестве или раннем детстве. Так что нет нужды паниковать и пытаться впихнуть в ребенка все возможные «стимулы для мозга» в первые три года жизни.

Исследования слуха, проводившиеся на мышах и крысах, показали: как и в случае со зрением, действительно существуют критические периоды развития слуховых путей в мозге. Одним из пионеров исследований в этой области был уже упоминавшийся здесь Майкл Мерцених. В определенный период развития крысят он воздействовал на них определенными звуками. Крысы, слышавшие сложные тоны сразу после рождения, были чувствительны к ним. Во взрослом возрасте у них лучше были развиты слуховые цепи в мозге, чем у контрольной группы взрослых крыс, не слышавших тех же тонов в начале жизни. Мерцених также сообщал: слуховые схемы путей и центры обработки слуховой информации крыс, выросших в звуконепроницаемых клетках и не получавших аудиоинформации, и крыс, росших в нормальных условиях, значительно отличались. Эти различия сохранялись, даже если крысы, выросшие в звуконепроницаемых клетках, позже подвергались воздействию звуков. Видимо, существует и критический период развития слуха. Но исследования также показали: даже если критические периоды были упущены, в слуховых путях произойдет настройка, при условии, что животные слышали хоть какие-то звуки.

Ясно, что для определенных чувств, таких как зрение и слух, существует оптимальное время развития – когда формируются нервные пути от периферийных органов чувств (таких как глаза и уши) к зрительной и слуховой коре мозга. Этот факт был установлен с помощью многочисленных исследований и их вариантов, описанных в научной литературе по развитию мозга. Этим системам нужна лишь минимальная стимуляция в течение критического периода, чтобы они позже были готовы получить более продвинутую информацию. Развитие мозга не должно быть завершено в этот критический период. После его завершения мозг может получать более сложную информацию[113], если у ребенка есть возможности для обучения. Эти возможности дают ему родители, воспитывающие его интуитивно.