Поскольку процесс обучения является сложной познавательной деятельностью, которая формируется и реализуется во взаимодействии с мозговыми структурами, то её формирование зависит от своевременности созревания и полноценности образования состава функциональных систем, являющихся психофизиологической основой высших психических функций (ВНД) и психических форм деятельности ребенка.

Возрастная сформированность функциональных систем, обеспечивающих протекание ВПФ, возможна лишь при определенной степени зрелости соответствующих им структур и организации мозга у ребенка. Одна из важных закономерностей индивидуального развития организма заключается в том, что органы и физиологические системы человека формируются неодновременно и неравномерно и достигают определенной степени зрелости в разные возрастные периоды.

Системы, обеспечивающие психическое развитие ребенка, его готовность к тому или иному виду обучения, формирования тех или иных психических функций формируются длительно, постепенно и согласованно с развитием центральной нервной системы. Степень сформированности отдельных систем организма в определенном возрасте и обусловливает возрастные особенности организма, его функциональные возможности.

От степени физиологической и морфологической зрелости центральной нервной система зависит возможность ребенка формировать новые функциональные системы, и психические функции, усваивать новые виды деятельности, то есть обучаться. Интенсивное созревание определенных зон коры создает предпосылки для развития тех или иных психических функций на данной возрастной ступени. Однако развитие определяется не только созреванием мозговых структур, но так же детерминировано потребностями организма в развитии. Невостребованная функция не будет развиваться. По данным Шеповальникова и коллег (1997), к моменту рождения в мозге ребенка имеются так называемые «зоны ожидания». Они формируются в белом веществе под корой, задолго до того как созреют специфические места их распределения на клетках коры. Далее, предполагают ученые, при оптимальных условиях воспитания и обучения ребенка и при достаточной информационной среде, при обеспечении интенсивных сенсорных потоков создаются предпосылки для реализации потенциальных возможностей «зон ожидания» развивающегося мозга. Однако если благоприятных условий для их реализации не наступает, то имеющиеся морфофункциональные «заготовки» подвергаются атрофии вследствие невостребованности.

Внешняя среда создает благоприятные условия для развития той или иной психической функции и наряду с этим обнаруживается и обратная зависимость созревания мозговых структур и физиологических процессов от развития, обусловленного жизнью и воспитанием ребенка. Правильно построенное обучение с учетом зоны ближайшего развития вызывает усиленное функционирование определенных систем организма, определенных мозговых структур, находящихся на данном этапе в стадии интенсивного созревания, оказывает существенное влияние на биохимию мозга, морфогенез нервных структур, на рост и дифференциацию нервных клеток в соответствующих зонах мозговой коры. может создавать те оптимальные условия, которые будут способствовать более быстрому созреванию мозговых структур и формированию новых функциональных систем.

Здесь мы подошли к очень важной особенности, закономерности развития. В период созревания каждой психической функции наблюдаются сензитивные и критические периоды. Сензитивный период характеризуется интенсивной качественной структурно-функциональной перестройкой физиологических систем. В этот период они высоко пластичные и особо чувствительны к внешним воздействиям и обучению. Целенаправленное воздействие на функцию в сензитивный период способствует её прогрессивному развитию. Для разных функций сензитивные периоды приходятся на разные возрастные этапы.

Сенситивные периоды развития функций, особо значимых для обучения (восприятие информации, внимание, память, на основе которых формируется вся познавательная интеллектуальная деятельность), приходятся именно на младший школьный возраст. Начало школьного обучения является возрастом, когда происходит смена структурно-функциональной организации внутрикорковых и корково-подкорковых связей (Безруких М.М., Мачинская Р.И., Сугробова Г.А., 1999).

Другой особенностью развития психической функции являются критические периоды, когда при отсутствии соответствующего воздействия психическая функция может совсем не сформироваться. Первым критическим периодом является период новорожденности. Если в это время ребенок будет лишен внешних стимулов, то даже при первичной сохранности органов чувств деятельность восприятия становится невозможной, поскольку потенциальные возможности клеток «зоны ожидания» не реализуются, из них не формируются нервные клетки, ответственные за этот процесс.

Таким образом, условиями формирования ВПФ является, с одной стороны, деятельность в предметном мире и с предметами, опосредованное через отношения с окружающими людьми в процессе общения с ними, и с другой стороны, необходимая для данного периода психического развития степень биологической зрелости морфологических и функциональных структур мозга. (Цветкова Л.С.2001)

Новорожденный ребенок рождается на свет с фактически незрелым мозгом, структурно-функциональное развитие которого продолжается вплоть до 18 летнего возраста.

Известно, что развитие мозга у детей идет «снизу вверх» - от созревания блока глубинных структур, отвечающего за осуществление врожденных и приобретенных реакций к коре больших полушарий.

Подкорковые или глубинные структуры мозга формируются внутриутробно. В разные сроки достигают зрелости проекционные и ассоциативные зоны. Позднее других происходит созревание третичных областей коры и лобных структур. Эти образования мозга формируются прижизненно и при определенных социальных условиях и воздействиях на мозг. Зоны мозга не получающие нужной сенсорной информации задерживаются или отстают в своем развитии. (Цветкова Л.С.2001)

Как было уже сказано выше, первыми формируются подкорковых структур мозга. Эти образования обеспечивают у новорожденного работу сердечно-сосудистой и дыхательной систем, обмен веществ, теплорегуляцию. Кроме того, здесь расположены центры управления эмоциями и потребностями, глубинные структуры мозга участвуют в поддержании общего тонуса и регуляции функционирования коры больших полушарий и обеспечивают как её общую активность, так и избирательное участие отдельных структур при определенных видах деятельности.

Уже прижизненно происходит формирование отделов и систем коры больших полушарий. Первыми развиваются функции, ответственные за восприятие внешней информации. Это зрительная, слуховая, тактильная, двигательная функции и соответствующие им зон коры: затылочная, височная, теменная и заднелобная. Эти функции принимают участие в формирование очень важной способности восприятия предметов окружающего мира. Если у ребенка имеются нарушения в одной из этих функций, то у него не происходит формирования предметных действий и предметного восприятия, лежащего в основе активной познавательной деятельности.Важнейшая роль на первых этапах развития ребенка как в обеспечении контактов со средой, так и в процессе научения ребенка принадлежит зрительному восприятию. Зрительной функции принадлежит ведущая роль в общем развитии в первые три месяца жизни. Уже в первые месяцы жизни складывается активный характер зрительного восприятия. Процесс формирования восприятия происходит постепенно в течение всего периода развития ребенка.

Ребенок способен воспринимать элементы предъявленных изображений с рождения, однако специфика этого восприятия состоит в том, что ребенок воспринимает его как целое, не выделяя в нем существенных деталей. В течение первых недель и месяцев зрительное восприятие претерпевает существенные изменения и дети третьего месяца жизни, по исследованиям Бауэра (1979), могут воспринимать форму предмета, различать его ориентацию, разделять наложенные фигуры. Одним из показателей нормального онтогенеза, по мнению Мастюковой Е.М ., является фиксация взора на руке, которая в норме возникает к 2-3 месяцам, затем направление руки к объекту. В это время происходит формирование зрительно-такильно-кинестетических связей, которые лежат в основе формирования зрительно-моторных координаций. С 12-13 недель ребенок начинает вскидывать руки на зрительный стимул и направлять их к объекту. К 4-м месяцам у ребенка формируется реакция активного осязания под контролем зрения. В возрасте 5,5 месяцев ребенок начинает захватывать предметы. К этому возрасту эта функция становится узловой в развитии ребенка. В дальнейшем развитие зрительно-тактильно-моторной функции служит основой для формирования активной познавательной деятельности.

В возрасте 7-8 недель начинают формироваться слухо-моторные связи. В возрасте 8-10 недель ребенок поворачивается к источнику звука расположенному над головой. К 3 месяцам ребенок уже достаточно хорошо умеет локализовать звук в пространстве, и с этого возраста слуховые реакции начинают приобретать доминантный характер. У ребенка этого возраста проявляется отчетливое ориентировочное поведение на звуковой стимул.

Участки мозга, ответственные за прием и переработку сенсорной информации, не однородны. Принято различать первичные и вторичные ассоциативные поля. В первичные или проекционные зоны коры поступает непосредственная информация от различных анализаторов. Причем реакция на раздражитель строго специфичная. Так, зрительные поля реагируют только на узкоспециальные свойства зрительных раздражителей: оттенки цвета, характер линий и т.д., слуховые на различные тоновые или тембровые характеристики звука и т.д. Первичные поля начинают функционировать с момента рождения и оформляются к концу первого года жизни.

Над проекционными зонами надстраиваются вторичные зоны, где поступающая информация синтезируется и комбинируется в звуковые, предметные, тактильные образы. Вовлечение этих зон коры в процесс восприятия происходит уже в течение первого года жизни, однако их развитие протекает от 2 до 5 лет. В этот период развиваются модально специфические функции: зрительное, слуховое, тактильное восприятие, моторные функции.

В возрасте 2-х лет происходит активное развитие речи и мышления. С этого возраста речь становится интеллектуальной, а мышление речевым. В этот момент словарь ребенка начинает активно расширяться и на этой основе происходит скачкообразное увеличение запаса слов.

Мыслительные операции это сложная цепочка, последовательно организованных действий, подчиненных определенной программе, управляемых, и контролируемых человеком. Их осуществление невозможно без включения в этот процесс речи человека как основного регулирующего эту деятельность фактора.

С 2-х лет в развитии ребенка наступает стадия, которую Ж. Пиаже называет «дооперациональным мышлением» и связывает с появлением символической или семиотической функции. Теперь ребенок способен мыслить с помощью символической функции, какую берет на себя эгоцентрическая речь, как переходная между внешней и внутренней.

В процессе онтогенеза слово не сразу приобретает окончательное значение. «Значение слова развивается как по своему строению, так и по той системе психологических процессов, которые лежат в его основе». (Выготский Л. С. ) Л.С. Выготский рассматривал развитие мышление у ребенка как системное и смысловое развитие значения слова. Смысловое развитие слова предполагает, что в процессе развития ребенка не остаётся неизменным отнесение слова к предмету, выделение соответствующих признаков, их кодирование и отнесение предмета к определенной системе категорий. Всё это меняется по мере развития ребенка.

Развитие значения слова у ребенка подчиняется законам физиологического развития систем восприятия. Ведущий способ восприятия носит слаборасчлененный обобщенно-глобальный характер. Форма воспринимается глобально, в целом. По данным, приводимым Н.И. Чуприковой, 1997, отдельные части и свойства объектов значительно более сцеплены друг с другом, чем у взрослых и детям труднее расцепить их. В этот период, особенно в возрасте 3-4 лет сохраняется тесное взаимодействие зрительного и двигательного анализаторов. Для создания образа предмета необходимо взаимодействия рассматривания и ощупывания предмета. Сам процесс восприятия еще носит фрагментарный характер, представления об объекте складываются либо за счет целостного описания, либо за счет отражения отдельных свойств объекта.

Слово в мышление ребенка еще не обладает теми характеристиками, которые присущи ребенку более старшего возраста и взрослому.

Возраст 6-7 лет по данным Д.А. Фарбер (2002) является переломным моментом в системе зрительного восприятия. Именно с этого возраста различные корковые зоны начинают специализированно вовлекаться в обработку зрительной информации. В этом возрасте интенсивно развиваются третичные образования. (Фарбер Д.А., Дубровинская Н.В., 1991). По мере развития зрительной функции в её работу начинают все больше включаться другие специализированные участки коры. Это в первую очередь третичные образования мозга, заднеассоциативная и переднеассоциативная области, которые начинают созревать к этому возрасту и все больше включаться в работу гностических функций.

Заднеассоциативная область играет большую роль при обработке структурированных, сложных стимулов (геометрических изображений, лиц). Эта зона образуется перекрытием зрительного, слухового, вестибулярного и кожно-чувствительного анализаторов и созревает к 7-12 годам и только у человека. Обеспечивает развитие сложной пространственной и квазипространственной функции (Цветкова Л.С. 2001). Совместная деятельность этих анализаторов создает у ребенка умение ориентироваться в пространстве уже в конце первого года жизни. Далее, развитие пространства идет в направлении осознания схемы тела, положения себя в пространстве, во внешнем пространстве начинают выделяться «левое», «правое», «верх», «низ». Подобное восприятие пространства во многом складывается под воздействием речи.

Включение этой зоны в обработку зрительной информации приводит к усложнению сенсорного анализа, происходит облегчение процесса выработки эталона, в том числе на сложные, ранее не знакомые стимулы. Происходит систематизация при обследовании предмета, начинают выделяться существенные признаки, на основе которых происходит формирование более дифференцированного и адекватного сенсорного образа.

Переднеассоциативная зона играет большую роль не только в процессах восприятия, но и является основанием для развития других более сложных психических функций, таких как анализ логико-грамматических конструкций, понятие состава числа, операции счета, оптико-пространственного восприятия букв, чтения, письма и т.д.

На протяжении всего дошкольного возраста происходит снижение удельной роли ощупывания в восприятии предмета за счет преобразования движения глаз. Если в 3-4 года движения глаз при восприятии фигуры были преимущественно внутри фигуры, в 4-5 лет появляются группы близкорасположенных фиксаций на наиболее значимых признаках объекта, то в 5-6 лет начинают появляться движения прослеживающие контур фигуры, которые окончательно совершенствуются к 6-7 годам.

В этом возрасте происходит на основе построения перцептивного образа формирование обобщенного эталона, включающего категоризацию не только перцептивных, но и концептуальных характеристик объекта, облегчающего в дальнейшем процесс опознания предмета за счет сокращения движения глаз и выводя процесс опознания на качественно новый интеллектуальный уровень.

В специфическую сенсорную функцию вовлекаются также переднеассоциативные отделы коры больших полушарий – лобные и моторные области. Они созревают в самую последнюю очередь и осуществляют регуляцию, программирование и контроль всех высших и психических функций, формирование эмоционально-волевых процессов и личности человека (Цветкова Л.С. 2001). Это происходит в период от 8 до 12 лет. Участие лобных долей обеспечивает активный характер поиска соответствующих зрительной задаче деталей, стратегию рассматривания (А.Р. Лурия. 1973). . Значительно повышается возможность регуляции своей деятельности за счет внешней инструкции, возрастают показатели внимания, возможности контроля деятельности. Регулирующее влияние лобных долей определяет избирательный характер вовлечения различных областей коры в процесс восприятия в зависимости от стоящей задачи.

Особую роль на заключительных этапах перцептивной деятельности приобретает левая лобная область. При этом существенно меняется вся психофизиологическая структура акта восприятия, где левая лобная область приобретает как бы функцию регуляции участия различных областей коры в соответствии с дифференцированием стимулов по их информационной значимости. Такая особенность начинает проявляться примерно с 16-17-летнего возраста. До этого времени ребенок еще не способен в полной мере к подавлению нерелевантной информации. Только при включении в процесс восприятия левой лобной области обработка информации происходит в зависимости от степени значимости. Лобные доли приобретают ведущую роль не только в процессах восприятия, но и во всех других видах деятельности. Лобные доли образуют большое количество связей с другими структурами мозга. Этот процесс совершенствуется до 14-15 летнего возраста и завершает собой формирование системы восприятия.

Таким образом, в результате развития и созревания переднеассоциативных структур головного мозга происходит перестройка всей психической деятельности индивида.

Не менее важную роль в развитии психической сферы ребенка играет становлении межполушарного взаимодействия. Этой проблеме посвящено много работ отечественных и зарубежных исследователей (Е.Д. Хомская, 1995, Симерницкая Э.Г.,1978, Газзанига М, 1974, Меерсон Я.А., 1997, В.Л. Бианки, 1989 и т.д.) нормальное психическое развитие возможно только в результате совместной работы обоих полушарий мозга. По данным, полученным Н.Г. Манелис,1999, уже после 5 лет исчезают ошибки, связанные с совместной работой обоих полушарий.

Такое становится возможным в результате созревания мозолистого тела, обеспечивающего интегративную работу обоих полушарий. Интенсивное развитие мозолистого тела приходится на дошкольный период, 6-7 лет.