Считается, что за весь период внутриутробного развития мозг теряет до 3 % всех нейронов – борьба за качество связей, их прочность и чистоту обусловливает эту ощутимую, но необходимую и как бы даже запланированную потерю. Легко сказать: 3 % – это, ни много ни мало, несколько миллиардов родившихся нервных клеток, которые не смогли обеспечить полноценной работы и поэтому уничтожаются, чтобы остальные могли работать без помех. Расточительно? Да, но природа позаботилась заранее о компенсации этой потери, изначально заложив избыточное число нейронов и элементов, обеспечивающих возможность установления целой сети межнейронных связей – дендритов.
Его Величество порядок!
Разобрав таким образом «хронологию» процессов в жизни эмбриона и плода, попробуем определить: существует ли какой-либо порядок в развитии. Оказывается, что в целом он подчиняется общим для представителей животного мира законам и отражает единый путь развития эмбрионов позвоночных животных.
Вы уже смогли заметить общую последовательность в созревании определенных отделов – «сверху – вниз»: головной формируется раньше туловищного, а тот, в свою очередь, раньше хвостового. Кровеносная система развивающегося организма функционирует таким образом, что кровь, обогащенная кислородом и питательными веществами, сначала поступает в передние части тела и к голове, и это обусловливает их прогрессивное развитие. Зачаток руки (в том числе и кисти) хорошо виден уже у 6 – 7-недельного эмбриона, в то время как нижние конечности еще не дифференцированы.
Другая закономерность выражается в том, что определенные отделы и органы созревают и начинают функционировать раньше остальных. Биологический смысл такого «опережения» становится понятным, если учесть, что некоторые жизненно важные функции должны осуществляться уже на ранних стадиях развития, не дожидаясь окончательного созревания той или иной системы (опять мы имеем дело с реализацией принципа минимального обеспечения функций).
Приведем такой пример: закладка органов желудочно-кишечного тракта происходит уже с конца 1-го месяца, однако пищеварительная система достигнет уровня готовности к полноценной работе лишь к моменту рождения ребенка. В то же время кровеносная система уже обязана работать, обеспечивая организм питанием. Поэтому у 6-недельного эмбриона формируется своя (пока что незрелая) кроветворная система: печень выполняет свою кроветворную функцию, продуцируя поступление все новых и новых клеток крови, необходимых для жизнеобеспечения растущего организма, несмотря на не созревшие еще другие кроветворные органы (селезенку и костный мозг).
Уникальный путь развития человека
Но человек не был бы человеком, если бы не имел собственного уникального пути развития. Мы уже говорили, что человеческий эмбрион проходит такие же стадии развития, как и зародыш других позвоночных животных. Однако в этот период жизни наблюдаются удивительные «отступления» от правил, отклонения от некой магистральной линии как свидетельство чисто человеческого пути развития. Они выделяются даже при сравнении закономерностей развития эмбрионов человека и человекообразных обезьян, которых принято считать нашими ближайшими биологическими «родственниками». Это, прежде всего, касается развития мозга, руки и языка, т. е. тех органов, с работой которых связывают специфику нашей человеческой деятельности.
Так, мышцы языка закладывается уже у 4-недельного эмбриона. К 10-ой неделе развитые мышцы языка получают «сигналы» из головного мозга. Все это происходит в тот период, когда другие структуры ротовой полости еще не развиты! Сходная ситуация наблюдается и в развитии руки: кисть ее «подключается к работе» на 6 – 7-й неделе жизни эмбриона (это то, что обеспечит раннее проявление хватательного рефлекса), тогда как плечо и предплечье – значительно позднее.
Наиболее ярко эта опережающая тенденция проявляется при анализе этапов развития нервной системы, где обнаруживается самое большое число отступлений от правил. То, чему в последующем предстоит стать человеческим мозгом, формируется уже на 18 – 19-й день развития. Столь раннее появление нервной системы связано с тем, что только под ее влиянием возможен «запуск» процессов закладки и развития других структур организма (например, глаза, уха, носовых капсул). Более того, можно сказать, что все развитие организма контролируется и управляется нервной системой, которая неусыпно «следит» за постройкой скелета и мышц, внутренних органов; за соответствием постройки проекту генетической программы; за соразмерностью частей тела, соответствием одних органов другим. Но одновременно с этим полным ходом идет развитие и созревание самой нервной системы.
На 4-й неделе отчетливо выявляются спинной и головной мозг; намечаются основные отделы последнего. Этот период знаменуетсягигантским скачком в темпах развития мозга и усложнением связей с периферией. Нервные клетки устанавливают связи друг с другом; образуются нервы, соединяющие периферию тела с мозгом. Это приводит к тому, что же с 6-й недели эмбрион способен осуществлять первые двигательные реакции!
Но в самом этом процессе «налаживания» мозговых связей видна все та же последовательность: наиболее рано формируются связи в головном отделе эмбриона. Так, в возрасте 7,5 недель можно вызвать его движение в ответ на тактильное раздражение области рта, в 8 недель – области лица и верхней части тела. В 11 недель плод уже отвечает на раздражения поверхности рук и стопы. В 13 недель вся кожная поверхность оказывается чувствительной к действию раздражителей, в результате чего происходит общее ответное движение тела в противоположную сторону (плод как бы отстраняется, «уходит» от раздражителя). В 14 – 15 недель формируются первые специфические реакции: раздражение ладони плода вызывает сжимание пальцев, т. е. проявляется врожденный «хватательный рефлекс», который хорошо можно видеть у новорожденных детей.
На 7-й неделе закладывается одна из основных структур мозга – кора больших полушарий, которой предстоит сложнейшая задача обеспечения высших психических функций человека. С момента ее образования для окончательного развития потребуется еще долгое время (у человека процесс созревания коры мозга заканчивается лишь после 20 лет!).
Говоря о периоде внутриутробного развития ребенка, отдельно хочется выделить проблему гетерохронности созревания различных отделов нервной системы. Известно, что обработка поступающей извне информации осуществляется последовательно на нескольких этажах нервной системы: на уровне спинного мозга, в стволе головного мозга, в подкорке и на уровне коры больших полушарий. Примерно в этом же порядке – снизу вверх – и созревают центры нервной системы, т. е. относительно нервной системы имеет место своеобразное «вертикальное развитие». Но кроме вертикальной гетерохронии (т. е. неодновременности) наблюдается различие в сроках созревания и некоторых центров головного мозга, относящихся как бы к одному «этажу».
В первую очередь развиваются те центры, которые должны обеспечить регуляцию первоочередных, жизненно важных функций. Остается не вполне ясным, какие механизмы определяют последовательность включения в работу тех или иных мозговых центров, а также контроль правильности выполнения этой программы, но несомненно, что здесь играют решающую роль не нервные импульсы, но, главным образом, биохимические, молекулярные факторы.
