В свое время отечественный физиолог П. К. Анохин (1968) ввел понятие «функциональная система», под которой понимал объединение анатомически различных, но функционально связанных между собой элементов организма, взаимодействие которых обеспечивает получение организмом биологически важного приспособительного результата. Функциональные системы могут быть как стабильными, так и достаточно пластичными – все определяется видом реализуемой деятельности.
Такие жизненно важные для организма функции, как дыхание, кровообращение, пищеварение и пр., обеспечиваются жесткими, генетически закрепленными функциональными системами – от этого зависит само его выживание. В свою очередь, сложные поведенческие реакции и психические функции организуются функциональными системами, которые складываются по ходу самой деятельности организма, что предполагает наличие в них достаточно гибких, пластичных связей, обеспечивающих высокую динамичность и вариативность поведения и психики человека в конкретных условиях среды. Все это в целом обеспечивает организму человека не только развитие физического статуса, но и лежит в основе его активного взаимодействия со средой сообразно текущим потребностям и конкретным условиям существования.
Изучая становление функциональных систем в онтогенезе, П. К. Анохин пришел к выводу: функциональные системы и входящие в их состав компоненты созревают избирательно и в разное время. Им были выработаны основные принципы системогенеза. Принцип гетерохронной закладки компонентов функциональной системы и принцип фрагментации органа предполагают, что в процессе развития организма различные функциональные системы и входящие в них компоненты созревают неодновременно и с разной скоростью. Гетерохронность закладок тканей и органов в эмбриогенезе и темпов их созревания – наследственно закрепленная особенность развития. Первыми созревают те компоненты функциональной системы, которые призваны обеспечить жизнедеятельность организма уже на самых ранних этапах его развития.
Принцип консолидации проявляется в том, что формирующиеся вначале как достаточно независимые, эти компоненты в определенный момент объединяются, и функциональная система начинает проявлять себя как единое целое, хотя это происходит задолго до того, как все компоненты функциональной системы достигнут окончательной морфофункциональной зрелости – в этом проявляется действие еще одного принципа – принципа минимального обеспечения функциональных систем.
Эти принципы, важные для понимания нами закономерностей развития ребенка, хорошо прослеживаются на этапе формирования основных структур и систем развивающегося организма.
Период с 3-й по 4-ю неделю (1 месяц). Первый месяц пренатального развития можно назвать особенным. Никогда организм не будет расти столь интенсивно и изменяться так сильно, как в этот первый месяц своей жизни.
Сначала наиболее быстрым развитием характеризуется нервная система, которая закладывается на 18 – 19-й день жизни эмбриона. Клетки, из которых она разовьется, характеризуются более высокими темпами деления, чем соседние покровные. И такое опережающее развитие нервной системы глубоко оправданно, поскольку под ее контролем будет проходить все дальнейшее развитие органов и систем.
Сначала в средней части зародыша появляется утолщение, называемое нервной пластинкой, которая идет вдоль спинной поверхности эмбриона (рис. 3). На 22-й день, не прекращая своего интенсивного деления, будущие нервные клетки покидают наружную поверхность и углубляются внутрь, формируя нервную трубку; покровные ткани затягиваются. К 28-му дню верх нервной трубки нарастает, в нем «вздуваются» пузыри, которые дадут начало головному мозгу, а вся нижележащая, превосходящая по размерам часть нервной трубки превратится в спинной мозг, формирующий отростки ко всем частям тела зародыша – периферические нервы.
Рис. 3. Формирование нервной трубки
При этом важно отметить, что мозг сам себя «строит». Установлено, что огромное количество нервных клеток нашего головного мозга (более 150 млрд), происходит из нескольких десятков «клеток-прародительниц», расположенных в стенке пузырей нервной трубки зародыша. Будучи сформированными, эти клетки (нейроны) начинают свое движение к заложенному в генетической памяти «месту назначения», где ими будут образованы основные части головного мозга.
С четвертой недели развития нервная система начинает оказывать решающее влияние на развитие организма как единого целого, возлагая на себя нелегкие обязанности по регуляции и контролю роста и созревания отдельных органов и систем.
Недостаточность нервных влияний, снижение их ниже критического уровня («критическая масса нервной ткани») приводит к нарушению программы созревания иннервируемой ткани, возникновению аномалий развития, в тяжелых случаях – к уродствам.
Человеческий эмбрион в течение первого месяца внутриутробной жизни достаточно быстро растет. Если на 17-й день его длина составляет 2,5 мм (тельце дугообразно изогнуто и напоминает букву С), то к концу 1-го месяца развития новый организм достигает длины 8 мм, но это в десятки тысяч раз больше размера зиготы, из которой он развился. У него хорошо различимы голова и туловище, по бокам головного отдела просвечивают глазные бокалы (уже к середине 5-й недели оба глаза будут иметь роговицу и хрусталик), появляются так называемые почки конечностей (по форме напоминающие ласты). К концу 4-й недели у эмбриона сформировано сердце – пусть пока примитивное, похожее на простую расширенную трубку, – но оно уже начинает биться, появляются первые кровеносные сосуды. Еще на 4-й неделе начинает закладываться скелет в виде хрящевой ткани, появляются хрящи лица.
Период 5 – 8 недель (2-й месяц). В течение 2-го месяца эмбрионального развития происходят процессы огромной важности. Формируются внутренние органы. В сердце образуются четыре полости, развиваются желудок, печень, кишечник, поджелудочная железа, половые железы, почечный аппарат, и хотя в большинстве случаев это только закладки, некоторые из них «запускаются» в работу уже на ранних стадиях развития эмбриона и плода (действует принцип минимального обеспечения функции).
Так, уже к 7 – 8-й неделе кровеносная и лимфатическая системы эмбриона начинают работать самостоятельно, поскольку к этому времени в его организме уже произошла закладка печени, которая сразу же начинает производить клетки крови. Тем самым необходимость в желточном мешке отпадает, и он отмирает.
К этому времени уже заложены половые железы, и поэтому начинают формироваться половые признаки эмбриона: появляется половой гребень, носящий название индифферентной гонады. Если эмбрион мужского пола, то гены его Y-хромосомы запускают биохимический процесс, который приводит к образованию из индифферентной гонады яичек; если эмбрион женского пола, индифферентная гонада не получает подобных инструкций и превратится в яичники.
