В течение третьей недели (т. е. во второй половине первого месяца беременности) процесс деления клеток продолжается. Внутренний слой клеток зародыша (так называемый «зародышевый узелок») сформирует три специализированных слоя, которые станут фундаментом для развития всех органов и систем будущего человека. Наружный слой (эктодерма) даст начало нервной системе, коже и волосам; из среднего (мезодерма) разовьются мышцы, кости, кровеносная и лимфатическая системы; внутренний слой (энтодерма) станет основой для развития пищеварительной системы, легких, мочевыводящих путей, миндалин, поджелудочной железы и печени. Эти три слоя являются фундаментом для формирования всех частей организма.
Таким образом, на смену достаточно «безликому» делению приходит деление «специализированное», отличающееся разными темпами, т. е. начинается процесс активной дифференциации клеток, их функции специализируются для формирования основных структур живого организма.
Эмбриональный период, длящийся 6 недель внутриутробного развития, – пожалуй, самый удивительный и загадочный в жизни будущего ребенка. В это время, как в ускоренной съемке, проходит вся история развития позвоночных животных. Так, происходит закладка некоторых, казалось бы, несвойственных для человека, временных, переходных органов: жаберных дуг (как напоминание о системе дыхания низших позвоночных) и хвоста. Со временем они или исчезнут совсем, или кардинально видоизменятся, дав начало другим структурам. Так, жаберные дуги дадут начало челюстям и некоторым другим образованиям (например, слуховым косточкам, входящим в состав структуры среднего уха, и небольшой гиоидной кости, расположенной под языком). Примитивный хвостик вскоре исчезает под покровными тканями и становится окончанием позвоночника – копчиком.
Закладываются и постоянные органы, которые в дальнейшем будут совершенствоваться. В этом смысле период с 3-й по 6-ю недели нередко называют критическим периодом: именно в эти несколько недель начинается «история» каждого из органов и их систем, закладываются основные структуры молодого организма. По мере дифференцировки органов и клеток они быстро начинают выполнять специфические функции.
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).