Глава 10 Умение видеть Возраст: от рождения до пяти лет

Глава 10

Умение видеть

Возраст: от рождения до пяти лет

Когда вы тащите своего ребенка с музыкальных занятий в бассейн, приходит ли вам в голову вознести хвалу за то, что вам не нужно водить его на уроки зрения? Умение видеть – это сложный процесс, требующий согласованного развития десятков зон головного мозга. Он сильно зависит от опыта: проблемы с глазами у детей влияют на их зрительные способности. Тем не менее большинство родителей почти не уделяют внимания зрительному восприятию своего ребенка.

Это не значит, что ваш ребенок с самого рождения готов видеть мир. Взрослый человек, который мог бы видеть глазами новорожденного, был бы фактически слепым. Острота зрения у новорожденных младенцев в 40 раз хуже, чем у взрослых, и сравнивается с ней лишь к 6-летнему возрасту.

Как и другие аспекты развития детского мозга, этот процесс обусловлен взаимодействием между генами и жизненным опытом. В данном случае речь идет об опыте визуального восприятия, доступном любому младенцу с нормальным зрением. В большинстве посвященных детскому воспитанию книг не говорится об этом типе развития (который специалисты называют самоуправляемым), так как он не требует приложения усилий родителей. Но, как мы указали в начале этой книги, такие самоуправляемые процессы являются скорее правилом, чем исключением в начале жизни. Самоуправляемое развитие – одна из главных причин хорошей адаптации детей к окружающей обстановке.

Практический совет: игры на свежем воздухе улучшают зрение

Стереотип умного очкарика имеет некоторую фактическую основу. Миопия, или близорукость, одновременно является наследуемой (с вероятностью около 80%) и притом сильно зависит от влияния прижизненных условий. Ее можно считать примером сложного взаимодействия между генами и окружающей средой. Миопия возникает, когда глазная линза (хрусталик) фокусирует изображение перед сетчаткой, а не на ней, отчего далекие объекты кажутся размытыми. Частота ее возникновения колеблется в очень широких пределах, от 2-5% у жителей Соломоновых островов в 1960-е годы до 90-95% у современных китайских студентов в Сингапуре. Во многих странах она значительно возросла за последние несколько десятилетий. В Израиле 20% молодых людей в 1990 году страдали близорукостью, а в 2002 году их количество увеличилось до 28%. Сходным образом в США число случаев миопии увеличилось с 25% – в начале 1970-х годов до 42% – в начале 2000-х годов. Эти перемены происходили так быстро, что объяснение не могло быть только генетическим; здесь должны были участвовать внешние факторы.

Когда глаза вашего ребенка растут, расстояние между зрачком и сетчаткой должно соответствовать фокусирующей силе хрусталика, чтобы изображение на сетчатке было четким. Если это расстояние неправильное, развивается близорукость или дальнозоркость. На основе экспериментов над животными мы знаем, что этот процесс направляет зрительный опыт.

Дети, которые проводят больше времени на свежем воздухе, менее подвержены развитию близорукости. В одном исследовании приводили сравнение 6-летних и 7-летних детей китайского происхождения, живущих в Сиднее, с другими детьми, живущими в Сингапуре. Риск развития близорукости в Сиднее был более чем в 8 раз ниже (3%), чем в Сингапуре (29,1%), несмотря на сходные показатели миопии у родителей (примерно 70% как минимум у одного из родителей). Сиднейские дети в среднем проводили на свежем воздухе до 14 часов в неделю по сравнению с 3 часами в неделю у их сингапурских сверстников.

Не имеет особого значения, чем занимаются дети, когда они находятся на улице. Одно проведенное в США исследование показало, что 2 часа в день на свежем воздухе снижают риск развития миопии примерно в 4 раза (по сравнению с 1 часом или еще меньше). Занятия спортом в помещении не влияют на развитие зрения. Спортивные занятия на улице имеют более сильный защитный эффект для детей с двумя близорукими родителями, чем для детей родителей с нормальным зрением; это показывает, что гены, связанные с развитием близорукости, модифицируют чувствительность детей к внешним факторам (см. главу 4).

Исследователи не знают точно, почему пребывание на свежем воздухе защищает детей от развития миопии. Одно возможное объяснение таково. Яркий дневной свет более эффективен для формирования правильного расстояния между зрачком и сетчаткой. Поскольку наш мозг формировался в условиях, когда каждый ребенок ежедневно проводил много часов на улице, не удивительно, что наши глаза в своем развитии пользуются преимуществом этого опыта. Современный образ жизни может приводить к другим неожиданным последствиям в этом отношении, поскольку мозг вынужден приспосабливаться к миру, сильно отличающемуся о того, в котором возникли наши гены (см. врезку «Предположение: современная жизнь изменяет наш мозг»).

Хотя зрительное восприятие кажется цельным, на самом деле наш мозг собирает картину мира на основе нервной деятельности в десятках взаимосвязанных участках мозга, которые специализируются на конкретных аспектах зрения. Эти участки разделены на две основные группы. Первая из них под условным названием «где» развивается раньше и состоит из коровых зон, отвечающих за восприятие движения и пространства. Во второй группе под условным названием «что» происходит оценка свойств объектов, включая их форму, цвет и распределение. Обе группы получают информацию по цепочке связей, которая начинается на сетчатке глаза и проходит через таламус в первичные и вторичные зрительные области коры. Здесь информация расходится в двух направлениях с участием разных частей коры головного мозга, но между ними происходит активное взаимодействие.

Все эти зоны мозга плохо развиты при рождении, что делает зрительное восприятие новорожденных детей очень несовершенным. Дети не видят того, что видим мы. Новорожденные полагаются в основном на подкорковые сигнальные цепочки, идущие от сетчатки до верхнего холмика (лат. Superior colliculus) в среднем мозге, который контролирует визуальные моторные рефлексы, такие как уклонение от приближающегося предмета, и определенные виды движений глаз.

С развитием зрительной коры на втором месяце жизни контроль от подкорковых цепочек переходит к ней. Этот переход часто бывает не очень гладким. В 2-месячном возрасте у многих детей наблюдается вынужденное созерцание, неспособность оторвать взгляд от чего-то, что привлекло их внимание, иногда в течение получаса. Это затруднение вызвано тем, что зрительная кора блокирует подкорковые команды, управляющие движением глаз. До 2–3-месячного возраста маленькие дети следят за движущимися предметами скачкообразными движениями глаз, которые называются саккадами. Потом развитие зрительной коры позволяет им более плавно отслеживать движущиеся предметы. В первые 3 месяца младенцы также с трудом фокусируют взгляд на отдаленных сценах, поэтому они смотрят на то, что находится рядом (примерно от 20 до 60 см), т.е. обычно на собственное тело и лица родителей.

Зато способность следить за движением развивается у младенцев быстро и эффективно. Дети могут различить мерцание в одном месте почти так же хорошо, как взрослые, уже в возрасте 4 недель. Различение частоты мерцания к 2 месяцам становится таким же, как у взрослых. Для того чтобы определить направление движения, необходимо проводить ассоциации между изменениями в разных точках пространства за определенный интервал времени; эта способность появляется в возрасте около 7 недель. К 20 неделям младенец может различать разную скорость движения. Восприятие крупномасштабных рисунков движения, таких как скольжение капель дождя по ветровому стеклу едущего автомобиля, быстро улучшается в промежутке от 3 до 5 месяцев, а затем продолжает медленно развиваться на протяжении всего детства. Этот аспект восприятия движения страдает при некоторых нарушениях развития, например при дислексии и аутизме.

Зрение у младенцев частично ограничено недостаточным развитием на сетчатке палочек и колбочек – специальных чувствительных клеток, преобразующих свет в нервные сигналы. Колбочки, обеспечивающие восприимчивость к цвету, формируются быстро. Хотя цветное зрение почти отсутствует у новорожденных, 4-месячные младенцы видят цвета так же хорошо, как взрослые. Палочки, которые не различают цвета, но замечают фотоны при плохом освещении (кстати говоря, поэтому мы не различаем цвета в темноте), формируются к 6 месяцам. У новорожденных лучше развито периферийное зрение, а не центральное, поскольку колбочки на периферии сетчатки более зрелые и клетки в этой ее части передают более сильные сигналы в подкорковые зрительные зоны.

Остроту зрения легко определить, так как младенцы предпочитают смотреть на узоры. Исследователи определяют, может ли ребенок отличить узор от сплошного серого фона, судя по тому, предпочитает ли он смотреть на рисунок с узором. К 3-месячному возрасту младенцы все еще в 50 раз менее чувствительны к контрасту, чем взрослые; это значит, что им очень трудно различать оттенки серого цвета. Они как будто смотрят на мир через плотный туман (см. рис.). Эти ограничения объясняют, почему самые популярные игрушки у младенцев имеют контрастную черно-белую окраску.

Для восприятия глубины необходима скоординированная работа обоих глаз. Например, очень трудно продеть нитку в иголку с одним закрытым глазом. Картина окружающего мира, которую видит каждый глаз – правый и левый, – несколько отличается, и разница между этими картинками зависит от размера головы. Мозг обрабатывает визуальную информацию в процессе роста. У новорожденных детей восприятие глубины пространства (перспективы) практически равно нулю. Бинокулярное зрение появляется внезапно, часто на 4-м месяце жизни.

Взрослый человек, который мог бы видеть глазами новорожденного, оказался бы почти слепым.

Начиная с рождения, младенцы интересуются человеческими лицами. Вряд ли можно считать совпадением, что их взгляд лучше всего фокусируется на предметах, расположенных примерно в 20 см, что соответствует расстоянию между лицом ребенка и матери во время кормления. Впрочем, очень маленькие дети имеют приблизительную модель человеческого лица, так как они смотрят почти на любой круглый предмет, имеющий два «глаза» и «рот» и расположенный на соответствующем расстоянии. (Это не удивительно с учетом того, как плохо они видят настоящие лица.) К 4-м или 5-ти месяцам их предпочтения становятся более реалистичными, и дети начинают уверенно отличать лица от других предметов. Вероятно, эта перемена отражает развитие веретенообразной извилины – участка височной доли, который специализируется на распознавании лиц. Такая специализация позволяет любому взрослому человеку превзойти лучшие в мире компьютерные программы при распознавании незначительных различий между человеческими лицами. По всей видимости, предпочтительная активизация веретенообразной извилины при виде человеческих лиц происходит уже у 2-месячных младенцев.

Развитие многих зрительных функций требует накопления определенного опыта во время сензитивного периода (см. главу 5). На ранней стадии развития коры химические маркеры направляют аксоны из каждой зрительной области для иннервации соответствующих целей, где они образуют гораздо больше синапсов, чем будет необходимо мозгу взрослого человека. Потом схемы нервной активности контролируют втягивание «лишних» аксонов и устранение синапсов, осуществляя тонкую настройку связей, которая позволяет нейронам корректно «беседовать» друг с другом. Например, в первичной зрительной коре количество синапсов достигает максимума в 8-месячном возрасте и затем уменьшается. Поскольку разные участки мозга развиваются в разном возрасте, последствия зрительной депривации зависят от времени этого события.

Младенцы с ослабленным зрением из-за врожденной катаракты дают ученым информацию о потребности в зрительном опыте для человеческого развития. Они сохраняют особенности притупленного зрения новорожденных до того, как зрение этих младенцев восстанавливают хирургическим путем, иногда в 9-месячном возрасте. После этого острота их зрения улучшается, но не достигает ста процентов. Зрительная депривация в течение первых 3–8 месяцев жизни приводит к тому, что в 5-летнем возрасте острота зрения у этих детей бывает более чем в 3 раза хуже нормальной. Дети, у которых катаракта развивается впоследствии, от 4 месяцев до 10 лет, и в среднем продолжается 2–3 месяца до хирургического вмешательства, тоже сохраняют недостаток остроты зрения, но не до такой степени, как дети с врожденной катарактой, «пропустившие» сензитивный период. Так, общее восприятие движения ухудшается из-за катаракты, имевшей место лишь в течение первых 3 месяцев жизни.

Предположение: современная жизнь изменяет наш мозг

В течение тысячелетий дети неизменно получали определенный опыт восприятия окружающего мира. Младенцы слышали разговоры своих родителей и других взрослых.

Малыши видели предметы, иногда цветные, иногда движущиеся. Дети устраивали совместные игры в группах, смешанных по возрасту, но разделенных по половому признаку. Они видели, как работают и отдыхают их родители.

Земля давала пропитание; солнце приносило свет после восхода и оставляло темноту после заката. Наш мозг развивался так, чтобы наиболее эффективно использовать эти ситуации. Но времена изменились. Вместе с переходом к аграрному земледелию и особенно в эпоху индустриализации окружающая среда человека претерпела значительные изменения, которые во многих случаях вышли из-под нашего контроля, что сделало прежний опыт гораздо менее надежным. Что происходит, когда трудно найти опыт, необходимый для нашего развития?

Искусственное освещение – гораздо менее яркое, чем солнечный свет, и препятствует нормальному развитию зрения у детей (см. врезку «Практический совет: игры на свежем воздухе улучшают зрение»).

В продуктовых магазинах полно полуфабрикатов, где не хватает волокон, питательных веществ и разнообразия по сравнению с рационом наших предков. Наш мозг приспособлен к поиску сладкой и жирной пищи, потому что такая пища была редким лакомством в процессе нашей эволюции, но теперь она широко доступна. Изменение привычек питания вносит свой вклад в ожирение и развитие некоторых видов рака.

Эти примеры иллюстрируют основополагающую концептуальную проблему при попытке отделить влияние генетики от влияния окружающей среды, а они нераздельно связаны друг с другом (см. главу 4).

Эволюция отбирала гены, позволявшие адаптироваться к древней среде обитания, но эти гены не так эффективно взаимодействуют с современной средой обитания. Это не означает, что современный мир совсем плох (в конце концов нам нравятся компьютеры и антибиотики) или глупы наши гены; просто эти две реальности в некоторых случаях плохо сочетаются.

Например, диабет 2-го типа, связанный со множеством факторов риска в повседневной жизни, является обычно наследуемым заболеванием.

На основании того, что вы слышали о природе и воспитании, это может показаться противоречием, но, как мы писали в главе 4, лучше представлять гены и окружающую среду как равноправные факторы, направляющие наше развитие.

В этом контексте взаимодействие отдельных генов и условий окружающей среды легко может приводить к неблагоприятному итогу, обусловленному не только изменчивостью генов или внешних факторов.

Зрительный опыт также влияет на развитие способности узнавать лица, начиная с младенчества. Шестимесячные малыши различают отдельных обезьян не хуже, чем отдельных людей, но к 9 месяцам они гораздо лучше различают людей и утрачивают способность различать обезьян. К тому же между 6-м и 9-м месяцами младенцам немного проще различать лица людей своей расы, чем других этнических групп – возможно, потому, что большинство из них чаще видят представителей своей этнической группы. Этот процесс напоминает усвоение фонем (см. главу 6) и, вероятно, сопровождается формированием синаптических связей для настройки восприятия на характеристики местного окружения.

Поскольку наши способности «надстраиваются» на общем фундаменте, сенсорная депривация во время сензитивного периода в начале жизни может породить в будущем целый каскад проблем. Это также означает, что те аспекты зрения, которые развиваются позднее, восприимчивы к возникшим раньше нарушениям. Например, все дети до 2 лет не могут отличать тонкие полосы от сплошного серого фона. Но младенцы, имевшие катаракту от рождения до 6 месяцев, вообще не приобретают эту способность из-за остаточного функционального ущерба, причиненного первичной зрительной коре головного мозга (за счет «пропуска» сензитивного периода).

Эти находки показывают, что родители должны с особой тщательностью оберегать своих малышей от сенсорной депривации{Сенсорной депривацией, в строго научном смысле, называют полное лишение человека стимуляциии от всех органов чувств (зрение, слух, обоняние, осязание – тактильное, тепловое и т.п). Так, в эксперименте испытуемого помещают почти в невесомость – в ванну с температурой воды 36,6 °С (т.е. не теплую и не холодную), которая находится в полностью изолированной от света, звуков и запахов камере. Спустя некоторое время такой настоящей сенсорной депривации у человека начинаются галлюцинации. В данном случае этим термином авторы, очевидно, обозначают просто недостаток зрительных впечатлений, визуальной стимуляции у младенца. Здесь более уместен термин «сенсорный дефицит», который авторы применяют ниже. – Прим. ред.} в начале жизни. Множество проблем, включая катаракту, амблиопию или косоглазие, может помешать младенцам и маленьким детям получить необходимый опыт для правильного развития зрительной системы. Косоглазие (страбизм) возникает, когда оба глаза не могут смотреть в одном направлении, что препятствует развитию бинокулярного зрения. Амблиопия (дисбинокулярная) возникает, когда один глаз видит значительно хуже другого. Это бывает при косоглазии, а также близорукости или дальнозоркости только в одном глазу. Если косоглазие и катаракта могут быть обнаружены родителями или врачами по внешнему виду глаз ребенка, то амблиопию у младенца могут определить только опытные специалисты.

Регулярные обследования зрения у детей призваны выявлять большинство проблем такого рода, но если у вашего ребенка диагностирован сенсорный дефицит (или вы подозреваете его существование), то своевременное вмешательство минимизирует риск длительного ущерба для его мозга. Амблиопию можно вылечить несколькими способами. Корректирующие очки должны быть первым шагом, так как этот подход решает проблему в 25–30% случаев. Следующий шаг – наложение повязки на здоровый глаз, чтобы слабый глаз работал более интенсивно. Почти во всех случаях расстройства зрения в раннем возрасте важнее всего действовать быстро, до того, как будет причинен серьезный вред.

К счастью, проблемы в развитии зрения являются исключением. Просто поразительно, что с учетом сложностей этого процесса в большинстве случаев родители могут просто наблюдать, как развиваются способности их детей.