shkolageo.ru 1 2 ... 5 6

На правах рукописи



ВАСИЛЬЕВА НАДЕЖДА НИКОЛАЕВНА



ФОРМИРОВАНИЕ МЕХАНИЗМОВ ПРОСТРАНСТВЕННОГО ЗРИТЕЛЬНОГО ВОСПРИЯТИЯ В ОНТОГЕНЕЗЕ


03.03.01 – физиология



АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

доктора биологических наук


Чебоксары
2012



Работа выполнена на кафедрах анатомии, физиологии и гигиены

 человека, возрастной и специальной психологии Федерального

государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Чувашский государственный

педагогический университет им. И. Я. Яковлева»





Научный консультант:

доктор биологических наук, профессор

Рожкова Галина Ивановна


Официальные оппоненты:


доктор биологических наук, профессор

Димитриев Алексей Димитриевич

(Чебоксарский кооперативный институт

(филиал) АНО ВПО ЦС РФ «Российский

университет кооперации»)





доктор биологических наук, профессор

Супин Александр Яковлевич

(Учреждение Российской академии наук

Институт проблем экологии и эволюции им. А. Н. Северцова РАН)





доктор биологических наук

Алексеенко Светлана Валентиновна

(Учреждение Российской академии наук

Институт физиологии им. И. П. Павлова РАН)



Ведущая организация:


Учреждение Российской академии обра-зования Институт возрастной физиологии



Защита диссертации состоится «17» февраля 2012 г. в 9.30 часов на заседании объединенного совета ДМ 212.300.03 при ФГБОУ ВПО «Чувашский государственный педагогический университет им. И. Я. Яковлева» (428000, г. Чебоксары, ул. К. Маркса, 38, ФГБОУ ВПО «ЧГПУ им. И. Я. Яковлева», http://www.chgpu.edu.ru).




С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке

ФГБОУ ВПО «ЧГПУ им. И. Я. Яковлева»



Автореферат разослан « » января 2012 г.


Ученый секретарь

объединенного совета,

докт. биол. наук, профессор В. В. Алексеев

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ



Актуальность темы. Одним из важнейших научных направлений возрастной физиологии является исследование закономерностей формирования механизмов зрительной системы и особенностей её функционирования на различных этапах жизнедеятельности организма. Особого внимания заслуживают предшкольный и школьный периоды, на протяжении которых зрительные механизмы не только обеспечивают анализ огромного количества визуальной информации, но и участвуют в формировании высших психофизиологических функций, способствуя когнитивному развитию детей.

Пространственное зрительное восприятие, являясь неотъемлемой частью активного приспособительного поведения человека, составляет одну из важнейших сторон зрительной системы в целом. Зрительное восприятие окружающего пространства реализуется многими физиологическими механизмами, среди которых особое место занимают бинокулярные. Развитость бинокулярных механизмов является определяющей для качественного отражения трехмерной формы объектов и пространственных отношений, полноценного восприятия фото-, кино-, видеопродукции в 3D формате, осуществления определенных видов профессиональной деятельности (R.K. Jones, D.N. Lee, 1981; Л.Н. Могилев, 1982; A.I. Cogan, 1987; R. Blake, 1989; C.W. Tyler, 1990; Г.И. Рожкова, 1992; I.P. Howard, B.J. Rogers, 1995; A.E. Palta et al., 2002; С.В. Алексеенко, 2003; А.Е. Белозеров, 2003; M.A. Lambot et al., 2005; M. Scheiman, B. Wich, 2008).


Известно, что изучению отдельных вопросов функционирования механизмов пространственного зрения в онтогенезе посвящены работы M.S. Banks (1980); R. Fox et al. (1980); R. Held et al. (1980); Е.Е. Birch et al. (1982); O. Braddick, J. Atkinson (1983); J. Smith et al. (1988); Е.В. Ciner et al. (1996); J. Atkinson (2000); Д.И. Ващенко (2001); C. Williams et al. (2001); A.H. Chen, A.H.Z. Abidin (2002); R. Jimenez et al. (2004); Y. Takai et al. (2005); A.M. Brown et al. (2007). Вместе с тем фундаментальными работами последних десятилетий показана необходимость проведения комплексных исследований, учитывающих наличие в зрительном анализаторе большого числа параллельных каналов переработки информации (D.H. Hubel, T.N. Wiesel, 1962; А.Я. Супин, 1974; 1981; И.А. Шевелев, 1984; 1992; J.M. Wolfe, 1986; В.Д. Глезер, 1992; И.Н. Пигарев, 1992; Г.И. Рожкова, С.Г. Матвеев, 2007). Использование комплексного подхода имеет принципиально важное значение, поскольку он позволяет отслеживать развитие функциональных систем и характер их взаимодействия с факторами окружающей среды в постнатальном онтогенезе (А.Д. Димитриев, 1993; А.Д. Димитриев, Д.А. Димитриев, 1998; Д.А. Фарбер, М.М. Безруких, 2009 и др.).

При изучении механизмов пространственного зрительного восприятия следует учитывать, что в процессе формирования трехмерной видимой картины мира бинокулярные механизмы функционируют в тесном взаимодействии с монокулярными (M. Ichikawa et al., 2003; D.C. Knill, J.A. Saunders, 2003; T.S. Meese, D.J. Holmes, 2004; F. Domini et al., 2006; J.M. Fernandez, B.A. Farell, 2008; H. Tassinary et al., 2008; A.R. Girshick, M.S. Banks, 2009). Эти механизмы имеют разную степень сложности, локализованы в общей структуре зрительных путей на разных уровнях и могут вступать в кооперативно-конкурентные взаимоотношения. Без исследования этих взаимоотношений невозможно получить цельное представление о пространственном восприятии и закономерностях его развития. Выявление закономерностей развития зрительной системы и ее особенностей на разных этапах онтогенеза является определяющим в решении вопросов охраны зрения детей и подростков. Важность таких исследований возрастает в контексте проблем психофизиологической готовности детей к школе и реализации дифференцированного подхода к их обучению и воспитанию.


В то же время необходимо отметить, что в отечественной медицинской практике проверка бинокулярного зрения не входит в число обязательных процедур при проведении скрининговых осмотров. Это связано с тем, что в настоящее время в арсенале диагностического инструментария не хватает информативных методик по физиологической оценке бинокулярной зрительной системы детей и подростков и отсутствуют нормативные данные по отдельным показателям бинокулярного зрения детей (И.И. Дитрих, 1991; Г.И. Осипов, 1995; А.М. Шамшинова, В.В. Волков, 1999; Е.Е. Сомов, 2005). Кроме того, в условиях нарастающего внедрения в образовательную сферу, в спорт и искусство кино- и видеопродукции в 3D-формате, также остается недостаточно решенной задача проведения мониторинга состояния бинокулярного зрения детей.

В последние годы в отечественной и зарубежной научной литературе обсуждаются вопросы причинно-следственной связи между расстройствами зрительных механизмов и школьными трудностями, в том числе – трудностями в овладении навыками чтения (A.J. Sperling et al., 2003; М.Н. Русецкая, 2003; 2009; М.М. Безруких, О.Ю. Крещенко, 2004; Л.В. Соколова, 2005; A. Facoetti et al., 2005; Z. Kapoula et al., 2007; C. Prado et al., 2007; M.P. Bucci et al., 2008; О.В. Левашов, 2009; H.S. Shin et al., 2009; C. Palomo-‘Alvarez, M.C. Puell, 2010). В работах отмеченных авторов в основном указывались отдельные нарушения. В то же время вопросы оптимизации функционального состояния зрительной системы у детей с трудностями в чтении специально не рассматривались.

В свете изложенного выше особую актуальность приобретает проблема комплексных исследований по изучению формирования механизмов пространственного зрительного восприятия в различные периоды постнатального онтогенеза человека.

Цель работы: изучить особенности становления и развития механизмов пространственного зрительного восприятия у детей и подростков в постнатальном онтогенезе.

Задачи исследования:


  1. Выявить закономерности развития механизмов пространственного зрительного восприятия у детей и подростков в период от 5 до 18 лет.

  2. Определить взаимосвязь биологической зрелости с состоянием фузионных резервов детей 5-7 лет.

  3. Исследовать специфику функционирования механизмов пространственного зрительного восприятия у детей и подростков с разными нозологическими формами зрительной патологии.

  4. Оценить особенности развития бинокулярных зрительных функций у младших школьников с трудностями в чтении.

  5. Научно обосновать программу оптимизации функционального состояния бинокулярной зрительной системы детей, имеющих трудности в чтении.

  6. Изучить возможность обеспечения физиологического комфорта при пользовании современными 3D-технологиями лицами с различным состоянием зрительных функций.

  7. Разработать научно обоснованные практические рекомендации по проведению мониторинга бинокулярного зрения детей и созданию детских стереофильмов.

Научная новизна. Впервые получены новые научные данные, значительно расширяющие современное представление о формировании механизмов пространственного зрительного восприятия у человека в постнатальном онтогенезе. Выявлено, что становление и развитие механизмов аккомодационно-окуломоторного обеспечения фузии детей продолжается до 12-13 лет, а механизмов бинокулярного стереопсиса и бинокулярной интеграции – до 14-15 лет. Наиболее быстрый темп улучшения бинокулярных функциональных показателей наблюдается в период от 5-7 до 9-10 лет. У детей 5-7-летнего возраста уровень биологической зрелости организма определяет темпы развития фузионных механизмов. Установлено, что формирование механизмов пространственного зрительного восприятия у девочек и мальчиков зависит от их пола.

Определены нормативные показатели по фузионным резервам, остроте стереоскопического зрения, скорости бинокулярной интеграции, балансу монокулярных и бинокулярных механизмов, необходимые для мониторинга функционального состояния бинокулярного зрения у детей и подростков.


Показано, что компенсаторные перестройки в системе пространственного зрительного восприятия при слабовидении приводят к принципиально иным взаимоотношениям между монокулярными и бинокулярными механизмами. Доказано, что развитие бинокулярных механизмов у детей и подростков зависит от нозологической формы зрительной патологии. Выявлен механизм формирования специфического типа корреляционных отношений между правым и левым зрительными каналами в условиях зрительной депривации.

Сформулированы научные положения, значительно дополняющие современную теорию об особенностях системы специфических бинокулярных механизмов, способствующих успешной реализации чтения. Установлено, что функциональная незрелость бинокулярных зрительных механизмов у младших школьников затрудняет эффективное освоение технических навыков чтения и задерживает его совершенствование.

Научно обоснована программа оптимизации функционального состояния бинокулярной зрительной системы у детей с трудностями формирования навыка чтения и доказана ее биологическая эффективность. Показано, что дифференцированное воздействие на подсистемы бинокулярного зрения детей обеспечивает переход бинокулярных механизмов на качественно новый уровень функционирования, активное включение их в реализацию зрительно-пространственных функций, что способствует улучшению качественных и количественных характеристик чтения.

Впервые разработаны научные рекомендации по оценке функционального состояния бинокулярного зрения детей и созданию стереофильмов для детской аудитории.

Теоретическая и практическая значимость. Выявленные закономерности формирования механизмов пространственного зрительного восприятия у детей и подростков значительно расширяют представления о сенситивных периодах в созревании физиологических систем и дополняют современную теорию физиологии сенсорных систем человека.

Новые научные факты о специфике функционирования монокулярных и бинокулярных механизмов пространственного зрительного восприятия у детей и подростков с разными нозологическими формами зрительной патологии углубляют представления о физиологических механизмах внутрисистемных адаптационно-компенсаторных перестроек в условиях сенсорной депривации.


Полученные в ходе изучения детей с затруднениями в чтении результаты дополняют научные сведения о причинах трудностей обучения детей младшего школьного возраста.

Дифференцированный подход к оценке функционального состояния бинокулярной зрительной системы рекомендуется к применению в офтальмологической практике.

Разработанные в диссертации методические подходы по дифференцированному воздействию на разные подсистемы бинокулярного зрения позволяют обеспечить функционально-комфортное состояние бинокулярной зрительной системы и профилактику трудностей в чтении у детей.

Разработанные научно обоснованные практические рекомендации по съёмке стереофильмов для детской аудитории целесообразно использовать для совершенствования 3D-кинопродукции.

Реализация результатов исследований. Научные положения и разработки диссертационной работы используются в учебном процессе ГБОУ ВПО «Московский городской психолого-педагогический университет» и «Санкт-Петербургская государственная педиатрическая медицинская академия», ФГБОУ ВПО «Чувашский государственный педагогический университет им. И. Я. Яковлева»; НОУ «Российский новый университет», в работе офтальмологической службы ГУЗ «Республиканская клиническая офтальмологическая больница» Минздравсоцразвития Чувашской Республики и образовательных учреждений г. Чебоксары.

Апробация работы. Основные научные положения, разработки, выводы и рекомендации диссертации доложены и обсуждены на IX Международной конференции по исследованию зрения детей – CVRS (Göteborg, 2003); Международных конференциях по зрительному восприятию – ECVP (СПб., 2006; Utrecht, 2008; Regensburg, 2009; Lausanne, 2010); XX-XXI съездах физиологического общества им. И.П. Павлова (М., 2007; М., Калуга, 2010); X Международном конгрессе «Здоровье и образование в XXI веке» (М., 2009); Международных конференциях: «Физиология развития человека» (М., 2009); «Вариативные стратегии сопровождения учащихся с нарушениями письма и чтения» (М., 2009); «Биомеханика глаза» (М., 2009); IX Съезде офтальмологов России (М., 2010); Всероссийских (Чебоксары, 2005; 2011; СПб., 2007; 2010; М., 2009; 2010; Казань, 2009) и региональных (Чебоксары, 2009; 2010) научно-практических конференциях; научных сессиях докторантов, научных сотрудников, аспирантов и соискателей ФГБОУ ВПО «ЧГПУ им. И.Я. Яковлева» (Чебоксары, 2009-2011); семинарах лаборатории обработки сенсорной информации Института проблем передачи информации им. А.А. Харкевича РАН (М., 2003-2011); заседании Чувашского отделения физиологического общества им. И.П. Павлова (Чебоксары, 2011); расширенном заседании кафедры анатомии, физиологии и гигиены человека ФГБОУ ВПО «ЧГПУ им. И. Я. Яковлева» (Чебоксары, 2011).


Научные положения, выносимые на защиту:


  1. У детей и подростков в постнатальном онтогенезе имеет место гетерохронный характер формирования механизмов бинокулярного стереопсиса, аккомодационно-окуломоторного обеспечения фузии, бинокулярной интеграции и механизма биологического баланса монокулярных и бинокулярных подсистем пространственного анализа.

  2. Адаптационно-компенсаторные перестройки во взаимоотношениях бинокулярных и монокулярных механизмов пространственного восприятия у лиц с нарушениями зрения зависят от возраста, пола, нозологической формы зрительной патологии и длительности зрительной депривации.

  3. Реализация бинокулярных зрительных механизмов обеспечивает становление и развитие функциональной зрительной системы по успешному овладению чтением детьми младшего школьного возраста.

  4. Дифференцированное воздействие на разные подсистемы бинокулярного зрения у детей с затруднениями в чтении способствует оптимизации функционального состояния бинокулярной зрительной системы, приводящей к успешности чтения.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 55 работ, в том числе 17 статей в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях согласно перечню ВАК России (7 из них включены в международные базы цитирования), 1 монография.

Структура и объем диссертации. Работа включает следующие разделы: введение (9 с.), обзор литературы (51), собственные исследования (200), обсуждение результатов исследований (27), выводы (2), практические рекомендации (2), список литературы (48) и приложения (6 с.).

Диссертация изложена на 340 страницах компьютерного исполнения, содержит 22 таблицы, 75 рисунков. Список литературы включает 496 источников, в том числе 241 зарубежный.



следующая страница >>