Układ nerwowy a proces uczenia się.

Zadania:

1. Przypomnienie

podziału

i

podstawowych

funkcji

układu

nerwowego i budowy i czynności
komórki nerwowej.

2. Przybliżenie budowy i funkcji OUN

(pnia mózgu, podwzgórza, móżdżku,
półkul mózgowych).

3. Poznanie

zmian

w

układzie

nerwowym w różnych okresach
rozwoju człowieka.

4. Uświadomienie istoty i znaczenia

plastyczności mózgu dla rozwoju,
zdrowia i uczenia się.

Pomoce: prezentacja multimedialna, folie, plansza,

pisaki

Czas: 60 min.

Oczekiwania – uczestnik będzie znał: podział i

podstawowe funkcje układu nerwowego, budowę
i czynności komórki nerwowej, budowę i funkcje
OUN (pnia mózgu, podwzgórza, móżdżku, półkul
mózgowych); rozumiał zmiany w układzie
nerwowym

w

różnych

okresach

rozwoju

człowieka;

uświadamiał

sobie

istotę

i

znaczenie plastyczności mózgu dla rozwoju,
zdrowia i uczenia się.

Przebieg zajęć:

1. Prezentacja tematu i zadań (slajd 1)

2. Prezentacja zadań przygotowanych przez

studentów (2 x 15 min) i po każdej grupie
korekta i uzupełnienie prowadzącego ( slajdy:
4 – 34)

3. Praca w grupach: Zmiany w neuronach i

zmiany w budowie układu nerwowego w
różnych okresach rozwoju człowieka.

a. Dzielimy uczestników na dwie grupy; gr. 1 –

zmiany w neuronach w kolejnych etapach rozwoju;
gr. 2 – zmiany w budowie układu nerwowego w
kolejnych okresach życia.

b. prezentacja pracy grup,

c. Podsumowanie prowadzącego po każdej grupie

(slajdy: 35 – 52)

4 Wykładzik: Plastyczność mózgu (slajdy 53 –

58)

5. Film: Układ nerwowy – fragmenty i po –

dyskusja i podsumowanie prowadzącego –
układ nerwowy a uczenie się ( slajdy: 59 –
62)

6. Ewaluacja – informacja zwrotna – czy zajęcia

się podobały?

Poznanie budowy i funkcjonowania

układu nerwowego pozwoli zrozumieć:
• w jaki sposób komórki, tkanki i

narządy

ciała

stanowią

wspólnie

działający organizm;
• związek człowieka z innymi istotami;

• interakcję czynników biologicznych

(w

tym

genetycznych)

i

środowiskowych i jej wpływ na rozwój i

zdrowie;

•

procesy

zachodzące

w

korze

mózgowej, warunkujące: świadomość,

myślenie,

wolę,

czucie,

zapamiętywanie i uczenie się.

Budowa i funkcje układu nerwowego

Układ nerwowy składa się z:
• ośrodkowego układu nerwowy (OUN):
- mózgowie (mózg),
- rdzeń kręgowy;
• obwodowego układu nerwowego:
- nerwy czaszkowe,
- nerwy rdzeniowe,
- nerwy autonomiczne.

W układzie nerwowym (różnice

morfologiczne i fizjologiczne) wyróżnia

się :

• Układ somatyczny - odpowiedzialny za

kontakt ze środowiskiem:
- informacje z receptorów np. w narządzie

wzroku, słuchu, równowagi, węchu, smaku są

przekazywane

za

pomocą

nerwów

dośrodkowych do odpowiednich ośrodków

w mózgu,
- następnie - za pośrednictwem nerwów

odśrodkowych - informacja wysyłana jest

do efektorów czyli narządów wykonawczych

np. mięśni szkieletowych - umożliwia to

reagowanie na bodźce zewnętrzne.

• Układ autonomiczny:
-

reguluje

czynności

narządów

wewnętrznych,
-

podtrzymuje

homeostazę

wewnątrzustrojową,
- reguluje czynność serca,
- skurcze naczyń krwionośnych,
- dostosowuje organizm do obrony przed

niebezpieczeństwem,
- reguluje odpoczynek.
Czynność tego układu - nie zależy od

woli człowieka.

Układ nerwowy autonomiczny składa

się z dwóch części:
–

współczulnej

(sympatycznej)

–

odpowiada za przygotowanie narządów

wewnętrznych do wydatkowania energii np.

reakcję „walcz lub uciekaj”,
– przywspółczulnej (parasympatycznej) –

odpowiada za podtrzymywanie życiowych

funkcji organizmu i regenerację.

Układ nerwowy zbudowany jest z

neuronów i komórek podporowych,

zwanych komórkami glejowymi.

Neuron

to

podstawowa

strukturą

anatomiczną i funkcjonalną układu

nerwowego.
Pomiędzy neuronami tworzą się połączenia

- sieci neuronowe – wpływają one na

pobudzenie

lub

hamowanie

odpowiednich obszarów mózgu.
Mechanizm ten stanowi podstawę

prostych czynności odruchowych i

wyższych procesów umysłowych.

Neuron składa się z:
• Ciała komórki (soma) - odchodzą

dendryty i akson, zachodzi większość

procesów metabolicznych, uszkodzenie -

powoduje śmierć całego neuronu;

• Dendryty – silnie rozgałęzione, grube

wypustki komórki – posiadają receptory

synaptyczne - odbierają impulsy z innych

neuronów i przekazują je do ciała komórki.

Dendryty mają niewielkie wyrostki - kolce

dendrytyczne. Kształt dendrytów zmienia

się w okresie życia komórki.

•

Akson

–

pojedyncze

włókno

przewodzące impuls nerwowy od ciała

komórki do zakończeń aksonu - posiada

zakończenie presynaptyczne, w którym

znajdują się związki chemiczne zwane

neuroprzekaźnikami

(neutotransmiterami).
Neuroprzekaźniki

-

to

związki

uwalniane z zakończeń neuronalnych

oraz w synapsach chemicznych -

działają na specyficzne receptory w

błonie innego neuronu lub w błonie komórki

narządu docelowego.
Efektem tego jest wytworzenie potencjału

czynnościowego lub jego hamowanie.

Większość aksonów zostaje pokryta

fosfolipidową

osłonką

mielinową

(funkcja ochrony mechanicznej, izolatora

elektrycznego aksonu). Osłonka mielinowa

wpływa na prędkość przewodzenia

impulsów elektrycznych.
Mielinizacja aksonów jest jednym z

objawów

dojrzewania

układu

nerwowego. Wraz z jej rozwojem

poprawia

się

funkcjonowanie

wielu

układów i narządów.
Komórki glejowe są zbiorem komórek

różniących

się

budową

i

funkcją

(ochronne, odżywcze, izolacyjne). Są

wśród nich komórki tworzące osłonkę

mielinową.
Na każdy neuron przypada średnio

ok. 10 komórek glejowych.

Synapsa - miejscem komunikacji między

dwoma neuronami.
Przechodzenie impulsów nerwowych z

komórki do komórki następuje tylko w

jednym kierunku – od ciała komórki przez

akson do szczeliny, zwanej synapsą.
Przekazywanie informacji w synapsach

odbywa

się

głownie

na

drodze

chemicznej.
Impuls elektryczny, po dotarciu do

zakończeń presynaptycznych, uruchamia

złożony mechanizm, w wyniku którego do

szczeliny synaptycznej zostaje uwolniony

neuroprzekaźnik.
W

zależności

od

rodzaju

neuroprzekaźnika, po jego połączeniu z

odpowiednim receptorem na błonie

postsynaptycznej następuje wzmocnienie

lub

zahamowanie

neuronalnego

przekazu.

Istnieje

wiele

rodzajów

neuroprzekaźników. Komórki wydzielające

ten sam neuroprzekaźnik tworzą swoiste

szlaki.
Ze względu na rodzaj neuroprzekaźnika i

obszar działania wyodrębnia się systemy,

które odpowiadają za podobne funkcje.
Do podstawowych systemów zalicza się

następujące systemy:
- noradrenergiczny – układ regulacji

aktywności mózgu,
- serotoninergiczny – regulacji nastroju,
- dopaminergiczny – nagrody,
- cholinergiczny – pamięci i uwagi,
- GABAergiczny – hamujący pracę mózgu.

Zaburzenia

w

wydzielaniu

neuroprzekaźników

są

przyczyną

rozwoju pewnych chorób.

Dopamina - odgrywa ważną rolę w

rożnych

układach

funkcjonalnych

mózgu:
• układ nagrody.
• zwiększenia jasności myślenia
• wpływa na dobry nastrój,
• reakcję - „muszę to mieć” - ważna

rolę w procesach motywacyjnych,
• ocenę bodźców,
• wyspanie się,
• zaspokojenia uczucia głodu,
• doznanie przyjemnego uczucia.

Mózg (mózgowie) – główne funkcje:

• integruje aktywność fizyczną i

psychiczną,
• reguluje i koordynuje aktywność

wszystkich układów,
• dostosowuje funkcje układów do

aktualnych potrzeb organizmu.
Mózg - piętrowa budowa. Struktury,

które rozwinęły się wcześniej w rozwoju

filogenetycznym

i

ontogenetycznym

-

zajmują

dolne

poziomy,

obszary

rozwijające się później zajmują górne

poziomy.
Każdy kolejny poziom warunkuje coraz

bardziej

złożone

czynności

i

umiejętności.

W latach 70. XX w. Paul McLean przedstawił

model mózgu triadowego, w którym

wyróżnił trzy poziomy funkcjonalne

(Cozolino, 2002):

1. Najniższy

poziom,

wegetatywny,

obejmuje ewolucyjnie najstarsze i

najniżej

położone

struktury

pnia

mózgu („pień mozgu” jest pojęciem

ponadstrukturalnym,obejmującym

środmózgowie i tyłomozgowie -

McLaughlin i in., 2008).

Mózg - utożsamiany jest z „mózgiem

gadów” - reguluje homeostazę, pracę

układu

autonomicznego,

uczestniczy w regulacji ekspresji,

mimiki, gestykulacji, postawy ciała

w zależności od aktualnych potrzeb,

podczas

zagrożenia

blokuje

docieranie do organizmu sygnałów

bólu, reguluje czynność pobudzania

układu siatkowatego;

2. Drugi poziom to układ limbiczny

(„mózg paleossaków”) – znaczenie dla

przetrwania organizmu, odpowiada za

procesy

emocjonalno-motywacyjne,

bierze udział w zapamiętywaniu;

3. Najwyższy poziom to kora nowa i

duża

część

ciała

modzelowatego

(„mózg neossaków”) – najmłodsza - z

punktu widzenia ewolucji część mózgu,

która

ma

zasadnicze

znaczenie

dla

funkcjonowania

zmysłów,

pamięci,

myślenia,

podejmowania

decyzji,

kontrolowania czynności dowolnych.
Pola czołowe kory mózgowej odpowiadają za

funkcjonowanie na wyższym poziomie -

integracji

sensorycznej,

organizacji

celowej, uczestniczą w kontrolowaniu

emocji,

świadomego

myślenia

i

samoświadomości.

Pojęcie „układ limbiczny” jest pojęciem

funkcjonalnym.

Istotne

obszary

to:

hipokamp,

jądro

migdałowate,

podwzgórze i kora zakrętu.

Wśród

naukowców

istnieje

wiele

kontrowersji dotyczących tego, które

jeszcze obszary mózgu powinny być

klasyfikowane jako układ limbiczny.

Wśród pewnej grupy badaczy toczą się

nawet dyskusje, czy te obszary można

zaliczyć do jednego układu.
Wszystkie te obszary odgrywają rolę w

wyrażaniu emocji i wiele z nich jest

wzajemnie powiązanych.

Poznanie układu nerwowego - umożliwia

postrzeganie zachowań współczesnego

człowieka przez pryzmat jego ewolucji.

Zrozumienie

funkcjonowania

mózgu

człowieka utrudnia fakt, że w trakcie

rozwoju filogenetycznego mózgowia -

struktury wchodzące w skład niższych

poziomów

-

ulegały

dalszym

przemianom, a pomiędzy nimi doszło do

powstania

złożonych

sieci

neuronowych.

Funkcjonowanie mózgu cechuje (Herzyk,

2009):
• uniwersalność – filogenetycznie starsze

struktury pełnią analogiczne funkcje u ludzi i

pewnych gatunków zwierząt,
• wszechobecność – wpływa na pracę

całego organizmu przez oddziaływanie na

wszystkie narządy i układy, integruje

aktywność fizyczną, psychiczną, społeczną i

duchową człowieka,
• różnicowanie – w okresie rozwoju

filogenetycznego powstały nowe struktury

np. rozwój kory nowej, która związana jest

z rozwojem procesów poznawczych) lub

przejęte zostały funkcje starych struktur,

gdy

utraciły

one

znaczenie

np.

węchomózgowie na pewnym etapie ewolucji

- zaczęło odpowiadać za regulację procesów

emocjonalnych i motywacyjnych),

• specjalizacja - widoczna na poziomie

neuronów (różnią się one między sobą np.

kształtem

czy

szybkością

przewodzenia

impulsów).
Występuje specjalizacja pozioma mózgu

(np. triadowy podział) i tzw. specjalizacja

pionowa w obrębie półkul mózgowych,
• jedność – pod względem struktury i funkcji,

w obrębie wszystkich wyspecjalizowanych

struktur - w sposób bezpośredni i pośredni

dochodzi do wzajemnej komunikacji. Każda,

nawet

najmniejsza

część

układu

nerwowego może regulować aktywność

innych obszarów - łączność w całym

organizmie

i

między

organizmem

a

środowiskiem zewnętrznym.

„

Mózg

człowieka

jest

„narzędziem

przystosowania” do świata fizycznego i

społecznego, a jego rozwój i uczenie się

stymulują

pozytywne

i

negatywne

interakcje.

Jakość

i

charakter

relacji

przekłada

się

na

kody

w

sieciach

neuronowych, które stanowią infrastrukturę

zarówno mózgu, jak i umysłu. Dzięki

przekładowi doświadczenia na struktury

neurobiologiczne - natura i wychowanie

stają się jednym” (Cozolino, 2002, s. 26).

Dzięki zachowaniu zasad wszechobecności,

jedności,

specjalizacji,

integracji

elementów systemu, uniwersalności,

neuroplastyczności,

chemicznego

kodowania informacji (neurotransmisja) -

układ nerwowy stanowi jeden system

strukturalny i funkcjonalny zapewniający

człowiekowi przetrwanie w zmieniającym się

środowisku (Herzyk, 2009).
Największą część mózgu stanowi kora

mózgowa.
Z punktu widzenia rozwoju filogenetycznego

wyróżnia się: korę zewnętrzną nową (ok.

95% całej kory) i korę wewnętrzną starą,

która tworzy struktury układu limbicznego.

Na powierzchni kory mózgowej (w obrębie

kresomózgowia)

–

utworzone

są

funkcjonalne płaty:
• potyliczny – przetwarzający głównie

informacje wzrokowe,
• skroniowe – związane z analizą bodźców

słuchowych oraz rozumieniem mowy; ta

ostatnia funkcja zlokalizowana jest tylko po

jednej stronie, zwykle lewej,
• ciemieniowe – zarządzają głownie

funkcjami związanymi z ruchami ciała,

orientacją, pewnymi funkcjami postrzegania i

rozpoznawania,
• czołowy – podlegają mu najwyżej

zintegrowane funkcje mózgu: myślenie,

planowanie, przestrzeganie norm etycznych,

aktywność kulturotwórcza. Płat czołowy bierze

udział w regulowaniu emocji i zachowań

społecznych.

Specjalizacja

w

obrębie

płatów

mózgowych:

Płaty ciemeniowe - ruch, dotyk
Płat potyliczny - wzrok
Płaty skroniowe - słuch, mowa
Płat czołowy – myślenie , emocje ,

zachowania,

„centrum

sterowania”

informacjami

pochodzącymi

z

różnych

obszarów mózgu.

Oprócz podziału kory mózgowej na płaty,

wyróżniono ok. 50 pól korowych, które

podzielono na trzy grupy:
1. Pola pierwszorzędowe (projekcyjne,

rzutowe) - trafiają informacje odebrane

przez narządy zmysłów - powstają np.

wrażenia

zmysłowe (funkcje ośrodków

pierwszorzędowych

pokrywają

się

z

funkcjami odpowiednich płatów),
2.

Pola

drugorzędowe

(projekcyjno-

asocjacyjne) - przesyłane są informacje z pól

pierwszorzędowych i zachodzi w nich

synteza

informacji

sensorycznych,

co

pozwala

np.

rozpoznawać

widziane

przedmioty, czy rozumieć poszczególne

słowa,

3. Pola trzeciorzędowe - następuje

koordynacja złożonych funkcji psychicznych:

w

tylnej

części

kory

mózgowej

–

koordynacja wzrokowo-ruchowa, czuciowo-

ruchowa, pamięć; w przednich obszarach

kory nowej – np. samoocena, planowanie,

autorefleksja, zachowania społeczne.
Kora mózgowa zbudowana jest z dwóch

półkul połączonych spoidłem wielkim.
Każda z półkul steruje ruchami, odbiera

bodźce

(np.

dotykowe,

wzrokowe)

z

przeciwnej strony ciała. W budowie i funkcji

półkul występuje asymetria. Każda z nich

jest wyspecjalizowana w kontroli rożnych

funkcji

motorycznych

i

aktywności

psychicznych.

Najczęściej:
•

Lewa półkula odpowiada za logiczno-

racjonalne

widzenie

świata.

Pomaga

porządkować doświadczenia i analizować,

odpowiada za postrzeganie szczegółów, części,

przetwarzanie języka i wzorów linearnych.

Informacje porządkowane - w sposób analityczno-

sekwencyjny. W porównaniu z prawą półkulą ma ona

więcej połączeń z nową korą mózgową.

• Prawa półkula przetwarza informacje w sposób

całościowy, odpowiada za myślenie symboliczne,

odbiera obraz, rytm, emocje. Myślenie przy

użyciu prawej półkuli ma charakter syntetyczny.

Półkula prawa ma więcej połączeń z układem

limbicznym i pniem mózgu niż półkula lewa.

Badania obrazowania mózgu wykazały, że np.

podczas stanów lęku występuje zwiększenie

aktywności prawej półkuli mózgowej i struktur

podkorowych po prawej stronie

Dla prawidłowego procesu myślenia oraz

innych czynności psychicznych, konieczna

jest koordynacja pracy dwóch półkul,

gdyż informacje odbierane z każdej z nich -

wzajemnie się uzupełniają.

Z asymetrią mózgu łączy się pojęcie

lateralizacji,

czyli

„przewagi

jednej

strony ciała podczas wykonywania

czynności

ruchowych”

(Bogdanowicz,

1991).
Przewaga

funkcjonalna

-

dotyczy

narządów parzystych (oka, ucha, ręki,

nogi). Każda półkula steruje ruchami,

odbiera bodźce dotykowe, słuchowe czy

wzrokowe z przeciwnej strony ciała.
W pierwszych latach życia dziecka w jego

mózgu zapisane zostają informacje,

która część ciała i który narząd będzie

pełnił

rolę

dominującą,

a

który

uzupełniającą.
Na

przykład,

gdy

dziecko

podczas

jedzenia lub pisania posługuje się

prawą ręką, to druga zapewnia mu

lepsze warunki przy wykonywaniu tej

czynności np. podtrzymuje talerz, zeszyt.

Koordynacja ruchowa obu rąk pozwala

osiągnąć wyższą precyzję i ekonomię

ruchów.
Podczas wykonywania wielu czynności

manipulacyjnych

np.

pisanie,

malowanie, wycinanie - ważna jest nie

tylko współpraca kończyn górnych ale i

tzw. układ „ręka–oko”. Odgrywa on

istotną rolę w rozwoju motorycznym

człowieka,

w

tym

w

czynnościach

składających się na pisanie i czytanie.

W wykonywaniu innych złożonych czynności

ruchowych np. jazda na rowerze - musi

nastąpić koordynacja pracy oka, ręki i

nogi. Sprzyja temu dominacja narządów

po

jednej

stronie

(lateralizacja

jednostronna).

Struktury układu limbicznego należą w

rozwoju ewolucyjnym do form pośrednich

pomiędzy pniem mózgu a nową korą

mózgową.

Biorą one udział w procesach uczenia

się i zapamiętywania oraz w procesach

emocjonalno-motywacyjnych.

Istotną rolę odgrywa tu hipokamp, który

posiada liczne połączenia z korą mózgową i

strukturami podkorowymi. Reguluje on

procesy

poznawcze

i

emocjonalne,

selekcjonuje bodźce na ważne i mniej

ważne w danej chwili, w zależności od

aktualnych potrzeb organizmu. Dzięki

hipokampowi

dochodzi

do

szybkiego

uczenia

się

ważnych

i

nowych

szczegółów, posiada on też zdolność do

uzupełniania

informacji

niepełnych

(Spitzer, 2008).

Ciało migdałowate wchodzące w skład

układu

limbicznego odpowiada za wczesne

wspomnienia

oraz doświadczenia emocjonalne.

Zmiany w układzie nerwowym w różnych

okresach

rozwoju ontogenetycznego

Schemat układu nerwowego i jego podział na

części zakodowany jest genach.

Umożliwia

to

rozwój

struktur

układu

nerwowego już w okresie prenatalnym.

Dalszy ich rozwój dokonuje się w kolejnych

etapach

życia

w

wyniku

procesów

wzrastania, dojrzewania i uczenia się.

Zmiany na poziomie neuronów

Proces rozwoju neuronów rozpoczyna się od

proliferacji (namnażania się komórek

nerwowych), po której następuje ich

migracja, różnicowanie i dojrzewanie.
W procesie dojrzewania:
• Dendryty ulegają licznym rozgałęzieniom,

niektóre z nich pokryte zostają niewielkimi

wypustkami,

zwanymi

kolcami

dendrytycznymi, dzięki czemu zwiększa

się liczba informacji, którą komórka

może odebrać.
• Neurony łączą się z innymi neuronami.

Jest to możliwe dzięki synaptogenezie,

czyli

tworzeniu

synaps.

Neurony

w

początkowym okresie życia wytwarzane są

w nadmiarze. Komórki, którym nie udało się

wytworzyć połączenia synaptycznego z

innymi

komórkami

lub

narządami

docelowymi albo które są bardzo słabe,

ulegają

programowanej

śmierci

(apoptozie).

Sieć

neuronalna

ulega

reorganizacji,

co

poprawia

jej

funkcjonowanie.

• Aksony zwiększają swoją długość i

objętość oraz ulegają mielinizacji. Dzięki

temu

zwiększa

się

prędkość

przewodzenia impulsów, możliwe staje

się precyzyjne wykonywanie równocześnie

wielu czynności.

Opisane zmiany w procesie dojrzewania

wykazują rożne nasilenie w poszczególnych

okresach życia i w rożnych obszarach

mózgu.

W okresie rozwoju prenatalnego, w

pierwszych 3 miesiącach, tworzy się

większość neuronów. Od 2 miesiąca

wędrują one do odpowiednich obszarów

mózgu, najpierw do jego najstarszych

ewolucyjnie struktur, a następnie do

młodszych.

Po urodzeniu u noworodka stwierdza się

odruchy bezwarunkowe (niezbędne do

życia, atawistyczne).

W trakcie kolejnych miesięcy życia ulegają

one zanikowi lub stanowią podstawę

rozwoju odruchów warunkowych.

Jest to możliwe dzięki tworzeniu się

połączeń pomiędzy pniem mózgu a

układem limbicznym i korą mózgową.

Około 7 miesiąca większość komórek

znajduje się już na właściwym miejscu.

Najpóźniej - proces ten kończy się w korze

nowej.
Proces synaptogenezy i mielinizacji w tym

okresie dokonuje się głownie w pniu mózgu

i w ośrodkach odpowiedzialnych za

podstawowe funkcje życiowe organizmu

np. oddychanie, ssanie, sen.
Powstające tam sieci neuronalne - ulegają w

dalszych okresach reorganizacji.
Zmiany

genetyczne

oraz

działanie

czynników toksycznych, które zaburzają

proces tworzenia lub migracji komórek

układu nerwowego w okresie prenatalnym -

mogą

być

przyczyną

niedorozwoju

umysłowego.

W okresie postnatalnym liczba nowych

neuronów zwiększa się już w niewielkim

stopniu, głównie w móżdżku i hipokampie.
Masa mózgowia zwiększa się przede

wszystkim

w

wyniku

zwiększania

się

rozmiarów

neuronów

i

komórek

glejowych.

Po urodzeniu dziecka proces tworzenia

synaps jest bardzo dynamiczny i w

pierwszych latach jego życia liczba

połączeń w mózgu znacznie przewyższa

liczbę

połączeń

w

mózgu

osoby

dorosłej.

Wiele tych „nadmiarowych” połączeń

zostaje

wyeliminowanych

w

późniejszych okresach życia.
Dzięki temu wzmocnieniu - mielinizacji

ulegają tylko te połączenia, które były

genetycznie

zaprogramowane

(związane

z

dojrzewaniem)

i

które

utworzyły

sieci

neuronalne

pod

wpływem uczenia się.

Zmiany budowy układu nerwowego

W okresie prenatalnym - rozwój mózgu

człowieka jest ewolucyjny.
• pierwszych 6 tygodniach wykształcają

się

struktury

charakterystyczne

dla

kręgowców niższych, następnie formują się

struktury występujące tylko u ssaków,
• od 20 tygodnia wykształcają się struktury

swoiste dla naczelnych, a w ostatnich

tygodniach te, które są charakterystyczne

dla gatunku ludzkiego.
Wykształcenie układu nerwowego z

jednej komórki to proces skomplikowany,

kontrolowany przez ok. 40% wszystkich

genów człowieka.

Po zapłodnieniu zygota ulega licznym

podziałom komórkowym. W ich wyniku

powstają trzy listki zarodkowe: ektoderma,

endoderma i mezoderma.
Tkanka nerwowa rozwija się z ektodermy

(zewnętrznego listka zarodkowego).
W jej części grzbietowej, ok. 16 tygodnia

tworzy się płytka nerwowa, która ok. 28

tygodnia

przekształca

się

w

cewę

nerwową, będącą zawiązkiem OUN.
Ściana cewy nerwowej, na początku

jednowarstwowa,

przekształca

się

w

wielowarstwową. Jej komórki dalej dzielą się

i różnicują w kierunku neuronów i

komórek glejowych.

Zawiązkiem

mózgu

jest

pęcherzyk

powstający

w

przedniej

części

cewy

nerwowej.
W 4 tygodniu różnicuje się on na

przodomózgowie,

śródmózgowie

i

tyłomózgowie.
W

kolejnych

tygodniach

z

przodomózgowia

rozwija

się

kresomózgowie i międzymózgowie a z

tyłomózgowia – most i rdzeń przedłużony.
W obrębie międzymózgowia wykształca się

wzgórze i podwzgórze. W dalszym okresie

powstaje móżdżek i kolejne struktury

mózgowia oraz intensywnie rozwija się

kresomózgowie,

które

zaczyna

dominować wielkością nad pozostałymi

częściami mózgu.

W okresie postnatalnym dynamiczne

tempo rozwoju mózgu utrzymuje się do

ok. 10 r.ż.
• W momencie narodzin mózg dziecka

stanowi 25% objętości mózgu osoby

dorosłej,
• w 6 m.ż. – już 50%,
• w wieku 2,5 lat – 75%,
• a w wieku 5 lat – 90% (Sadowski, 2005).

Rozwój mózgu w okresie postnatalnym

nie jest równomierny. Zmiany mają rożne

tempo, zgodne z własnym programem

rozwojowym.

Niektóre

obszary

przodomózgowia

pozostają niedojrzałe po urodzeniu, ale

już w 7–8 m.ż. wykazują aktywność

charakterystyczną dla mózgu osoby

dorosłej.

Ma

to

ścisły

związek

z

nabywaniem

przez

dziecko

nowych

umiejętności ruchowych.
Inne obszary mózgowia osiągają pełną

dojrzałość dopiero w późniejszych latach

życia.
W pierwszych latach życia doskonali się

czynność

móżdżku,

który

odbiera

informacje

ze

wszystkich

receptorów

czuciowych

oraz

sygnały

z

okolic

przodomózgowia kontrolujących czynności

ruchowe.

Na podstawie informacji czuciowej i

ruchowej

móżdżek

uczestniczy

w

koordynacji ruchowej.
• Starsza ewolucyjnie - część móżdżku

kontroluje utrzymanie wyprostowanej

postawy ciała, wspinanie, bieganie.
• Młodsza jego część związana jest z

wyższym korowym poziomem OUN i

odpowiada za sprawność, precyzję,

koordynację ruchów związanych z

tańczeniem, pisaniem, wykonywaniem

ruchów precyzyjnych.
Dzięki temu dziecko nabywa i doskonali

rożne umiejętności ruchowe.

W pierwszych latach życia dokonują się

też inne ważne zmiany:
•

Dojrzewają

struktury

układu

limbicznego i analizatorów wzrokowych,

słuchowych i czuciowych znajdujących się

w ośrodkach korowych.
Pod wpływem czynników genetycznych

oraz doświadczeń w okresie tym doskonali

się współpraca pomiędzy rożnymi poziomami

mózgowia;
• Rozwija się lateralizacja. Praworęczność

zwykle ustala się ok. 2–3 r.ż., a leworęczność

– w wieku 3–4 lat. Ostatecznie, dominacja

czynności ruchowych ustala się u większości

dzieci do 6 r.ż. U niektórych proces ten może

przebiegać z opóźnieniem lub dominacja

wcale się nie wykształca.

Zaburzenia w procesie lateralizacji mają

związek z występowaniem u dzieci i osób

dorosłych trudności z czytaniem i pisaniem

(Bogdanowicz, 1991).
• Różnicuje się czynność obu półkul -

półkula prawa zaczyna rozwijać się i

powiększać między 4–7 r.ż., półkula lewa –

poźniej: między 7–9 r.ż.
Dzięki dojrzewaniu ciała modzelowatego

(ciało modzelowate tzw.spoidło wielkie - jest

to skupisko włókien nerwowych łączące ze

sobą dwie półkul) -poprawia się wymiana

informacji pomiędzy obiema półkulami.
W okresie dojrzewania i wczesnej

dorosłości jako ostatnia rozwija się kora

czołowa. W okresie tym objętość mózgu nie

zmienia się, ale zwiększa się ilość istoty

białej w korze czołowej i zmniejsza się w

niej gęstość synaps.

Istotę

białą

tworzą

głównie

aksony

posiadające osłonkę mielinową. Istota szara
składa się z ciał komórek nerwowych,
dendrytów i nielicznych aksonów.
Zmiany

wpływają

na

szybkość

przewodzenia

w

niej

impulsów

nerwowych.
Kora czołowa odpowiada za funkcje

wykonawcze: hamowanie niewłaściwego

zachowania, planowanie, wybór działań,

utrzymywanie informacji w pamięci,

wykonywanie

równocześnie

dwóch

rzeczy.
Efektem zmian w korze czołowej w okresie

dorastania

jest

poprawa

kontroli

zachowań i lepsze planowanie zadań.

W okresie dorosłości w korze mózgowej

dochodzi głównie do tworzenia nowych

synaps.
Wyniki najnowszych badań wskazują, że w

pewnych

obszarach

mózgu,

np.

hipokampie i poduszce węchowej, mogą

tworzyć się nowe komórki nerwowe.
W

porównaniu

z

okresem

młodości

pogarsza się zdolność przechowywania

nowych informacji.
W okresie starzenia dochodzi do wielu

zmian w czynności układu nerwowego:

zaburzeniu ulega proces przekazywania

informacji

między

komórkami

nerwowymi, wydłuża się czas reakcji,

zmniejsza się sprawność niektórych

receptorów,

następuje

degeneracja

połączeń synaptycznych.

Zmiany te nie zachodzą jednakowo we

wszystkich strukturach mózgu, głownie

dotyczą kory mózgowej, hipokampa i

móżdżku.
Do najczęstszych następstw tych zmian

należą:

zaburzenie

pamięci

krótkotrwałej, spowolnienie ruchów,

trudności w koncentracji i zmniejszenie

zdolności

skupiania

się

na

kilku

rzeczach jednocześnie.
Wśród specjalistów trwają spory dotyczące

tego, czy zmiany te wynikają z chorób

występujących u osób w wieku podeszłym,

czy można je uznać za objawy „naturalnego”

procesu starzenia.
Jednocześnie,

wbrew

wcześniejszym

doniesieniom,

najnowsze

badania

(Sacharczuk, 2005) wykazały, że w tym

okresie u osób uczących się tworzą się

nowe

połączenia

w

strukturach

biorących udział w zapamiętywaniu.

Plastyczność mózgu

Pojęcie plastyczności mózgu wprowadził

do fizjologii polski uczony, Jerzy Konorski, w

1948 r., przyjmując, że jest to zdolność

neuronów do ulegania trwałym zmianom

w procesie uczenia się.
Obecnie przyjmuje się, że plastyczność

mózgu:
• zachodzi we wszystkich okresach rozwoju

osobniczego człowieka,
• umożliwia uczenie się, zwiększa szansę

przetrwania i jest podstawą aktywności

kompensacyjnej w przypadku uszkodzenia

mózgu,
• obejmuje różne poziomy aktywności

mózgu:

komórkowe,

fizjologiczne,

funkcjonalne (Matthews, 2000).

Wyróżnia się trzy postacie plastyczności

mózgu:

1. Plastyczność rozwojowa - zmiany

plastyczne

powstają

w

pewnych

okresach rozwoju ontogenetycznego

(tzw. okresach sensytywnych), w których

organizm jest szczególnie wrażliwy

(podatny)

na

specyficzne

formy

stymulacji.

W obrębie pewnych struktur mózgowych

proces

ten

może

przebiegać

prawdopodobnie

poza

okresami

sensytywnymi, ale z dużo mniejszą

intensywnością

i

według

innej

strategii;

2. Plastyczność związana z uczeniem się

- u osób uczących się, w strukturach

mózgu

biorących

udział

w

zapamiętywaniu

powstają

nowe

połączenia między synapsami. Proces ten

może dokonywać się przez całe życie.

Wcześniej sądzono, że zmiany te nie

występują u osób dorosłych.
Obecnie istnieją dowody na to, że

połączenia nerwowe i obszary reprezentacji

korowej (tzw. mapy korowe) są stale

remodelowane w wyniku aktywności

człowieka.
Na

przykład

mapy

korowe

funkcji

wzrokowych, słuchowych, czuciowych i

ruchowych mogą być modyfikowane przez

uczenie się także po uszkodzeniach

mózgu.

Ćwiczenia

doskonalą

umiejętności

motoryczne,

percepcyjne,

ułatwiają

lepsze zapamiętywanie.
Towarzyszy

im

przeorganizowanie

obszarów kory mózgowej aktywnej podczas

ćwiczeń i wzmacnianie synaps biorących

udział w tym procesie.
Przykładem

są

zmiany

w

korowej

reprezentacji palców rąk, stwierdzane

m.in. u osób, które posługiwały się alfabetem

Braille’a lub które nauczyły się grać na

instrumencie.
3.

Plastyczność

kompensacyjna

(naprawcza). W przypadku uszkodzenia

pewnych struktur mózgu umożliwia ona

częściowe

lub

nieraz

całkowite

przywrócenie utraconej funkcji mózgu.

Na plastyczność kompensacyjną ma wpływ

wiele czynników, które powodują, że ma ona

charakter indywidualny (Herzyk, 2009).

W

dużym

stopniu

zależy

ona

od

predyspozycji

genetycznych,

które

kształtują zasady aktywności mózgu.
Zdolność

do

zmian

plastycznych

zmniejsza się wraz ze specjalizacją

strukturalną

i

funkcjonalną

poszczególnych obszarów mózgu. Im

bardziej złożone funkcje w rozwoju filo- i

ontogenetycznym pełni dana struktura

mózgu, tym bardziej złożona jest

specjalizacja

i

tym

bardziej

ograniczona jest plastyczność.

Potwierdzają to obserwacje dzieci, które

mimo urazu lewej połkuli opanowywały

wiele zdolności językowych, typowych

dla większości dzieci w danym wieku. U

osób dorosłych podobny uraz powoduje

objawy afazji (Borkowska, Domańska, 2006).
Plastyczność naprawcza zależy również

od gęstości połączeń wewnątrz danej

sieci neuronalnej, wielkości uszkodzenia i

wrażliwości

danego

obszaru

na

uszkodzenie. W rozległym urazie mózgu u

dziecka powrót do zdrowia jest wolniejszy

niż u osoby dorosłej, ponieważ jego

następstwo

to

-

nieprawidłowe

ukształtowanie sieci odpowiedzialnej za wiele

ważnych funkcji (dekompensacja). U osoby

dorosłej sieć taka jest już ukształtowana i

ulega

tylko

reorganizacji,

poprawa

utraconych funkcji jest szybsza.

U

czenie

się,

obok

wzrastania

i

dojrzewania,

stanowi

podstawowy

mechanizm rozwoju człowieka (Turner,

Helms, 1999; Włodarski, 1996).
W procesie wzrastania i dojrzewania

następuje realizacja zawartego w genach

ogólnego programu rozwoju człowieka

(uczenie

gatunkowe

=

pamięć

gatunkowa).
Proces uczenia się, podczas którego

każdy nabywa umiejętności, wiedzę, normy

zachowań, przekonania, ma charakter

indywidualny.

W praktyce wzrastanie, dojrzewanie i

uczenie się są ze sobą powiązane. Wraz z

wzrastaniem i dojrzewaniem wielu narządów

i

układów

organizmu

człowieka,

a

szczególnie

układu

nerwowego

-

zwiększają się możliwości uczenia się.

Szczególną właściwością człowieka jest

uczenie się pisania i czytania, dzięki

którym możliwe jest gromadzenie dużej

ilości

wiedzy,

która

może

być

przekazywana kolejnym pokoleniom.
Biorąc pod uwagę czas, w jakim nastąpił

rozwój

gatunku

ludzkiego,

zdolność

czytania i pisania jest stosunkowo

nowa.

W uczeniu się bardzo ważną rolę odgrywają

analizatory.
Analizator

to

zespół

elementów

nerwowych, które umożliwiają odbiór i

analizę

bodźców

ze

środowiska

zewnętrznego i wewnętrznego. Wyróżnia się

analizatory wzrokowe, słuchowe, węchowe,

dotykowe, kinestetyczne (Okoń, 2007).
U człowieka największe znaczenie mają

analizatory

wzrokowy

i

słuchowy.

Informacje

odebrane

ze

środowiska

zewnętrznego

przy

ich

udziale,

zapamiętywane we wczesnych okresach

życia,

stanowią

podstawę

do

rozpoznawania, szybkiego reagowania

lub uczenia się zachowań dostosowanych

do aktualnych potrzeb organizmu w

późniejszych okresach życia.

Człowiek

w

rozwoju

filogenetycznym

wykształcił mechanizmy, które pozwalają

mu szybko reagować na zmiany w

otoczeniu i w jego organizmie, które

zagrażają jego zdrowiu i życiu.

Dokonuje się to często w sposób

automatyczny z udziałem najniższych

struktur mózgu.

W

rozwoju

osobniczym

człowiek

podlega działaniu wielu czynników, które

nie występowały w czasach życia przodków

i dlatego, aby dostosować się do

otaczającego świata, musi ciągle uczyć

się nowych zachowań.