Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Современные аспекты изучения формирования программирования, регуляции и контроля . 12
1.1. Проблемы исследования программирования, регуляции и контроля . 12
1.2. Морфо-функциональное созревание мозга и формирования высших психических функций . 28
1.3. Формирование программирования, регуляции и контроля в онтогенезе. 33
CLASS Глава 2. Материал и методы исследования. 5 CLASS 3
2.1. Испытуемые. 53
2.2. Нейропсихологическая оценка программирования, регуляции и контроля . 53
2.3. Структурный анализ электроэнцефалограммы. 62
Глава 3. Формирование программирования, регуляции и контроля у младших школьников. Результаты исследования . 64
3.1. Состояние программирования, регуляции и контроля у детей 7-8 лет. 64
3.1.1. Состояние управляющих функций в зависимости от возраста, пола, длительности и успешности обучения. 64
3.1.2. Состояние управляющих функций в зависимости от функциональной зрелости мозга. 68
3.1.3. Зависимость управляющих функций от степени зрелости регуляторных систем мозга. Анализ взаимосвязи компонентов. 72
3.2. Особенности формирования программирования, регуляции и контроля у детей 9-10 лет. 83
3.2.1. Состояние управляющих функций в зависимости от возраста, пола, длительности и успешности обучения. 83
3.2.2. Состояние управляющих функций в зависимости от функциональной зрелости мозга. 86
3.3. Зависимость возрастных преобразований управляющих функций от степени зрелости регуляторных систем. 88
Глава 4. Обсуждение результатов исследования. 95
Выводы. 106
Литература.
- Проблемы исследования программирования, регуляции и контроля
- Морфо-функциональное созревание мозга и формирования высших психических функций
- Нейропсихологическая оценка программирования, регуляции и контроля
- Состояние управляющих функций в зависимости от возраста, пола, длительности и успешности обучения.
Введение к работе
Актуальность темы. Программирование, регуляция и контроль активной, сознательной психической деятельности является одной из важнейших сторон жизни человека. Проходя длительный путь развития в онтогенезе, эти функции служат одним из существенных факторов адаптации ребенка к окружающей действительности. Успешность их формирования во многом зависит от благоприятного развития обеспечивающих их мозговых механизмов. В связи с этим изучение мозговой организации функций программирования, регуляции и контроля деятельности в онтогенезе представляется актуальным.
Нейропсихология XX века внесла существенный вклад в понимание мозгового обеспечения психических процессов человека. В то же время мозговая организация психических функций в детском возрасте, в частности роль созревания мозга в развитии познавательной деятельности остается менее изученной из-за отсутствия до последнего времени адекватных методов оценки зрелости мозга и его отдельных систем у детей [Л.С. Цветкова, 2001]. Несмотря на это, благодаря исследованиям в области детской нейропсихологии, получили подтверждение принципы пластичности и динамической локализации психических функций в онтогенезе, основа которых была заложена еще Л.С. Выготским [1982]. Нейропсихологический анализ последствий локальных поражений мозга у детей демонстрирует изменение с возрастом вклада различных областей в реализацию психических процессов [Э.Г. Симерницкая и др., 1982; Э.Г. Симер-ницкая, 1985; J. Stiles, 2000]. Нейрофизиологические исследования с помощью электрофизиологических (ЭЭГ и ССП) [Фарбер и др., 1998] и нейровизуализа-ционных [W.D. Gaillard et al., 2000; S.A. Bunge et al., 2002] методов также свидетельствуют о существенных качественных изменениях системной мозговой организации психической деятельности в ходе нормального онтогенеза. Эти исследования наглядно демонстрируют, что такие психические процессы как память, внимание, речь и др. в зависимости от возраста могут иметь разную мозговую организацию, что обуславливает необходимость изучения различий в мозговых механизмах психических функций у взрослых и детей [Л.С. Цветко-ва, 2001].
Несмотря на всю важность для адаптации ребенка и развития его познавательной сферы функций программирования, регуляции и контроля деятельности (управляющих функций), их мозговая организация в онтогенезе практически не изучалась. Многие исследователи априори признают их «лобную» природу [K.W. Walsh, 1998; A.L. Benton, 1968; D.M. Parker, J.R. Crauford, 1992; K.W. Walsh, 1985; M.C. Welsh, B.F. Pennington, 1988]. В то же время, согласно современным представлениям мозговое обеспечение психических функций организовано в виде систем, включающих подкорковые и корковые звенья [Г. Шеперд, 1987; W. Nauta, 1971; А.С. Батуев, 1981; К. Pribram, 1998]. Этот же принцип может быть отнесен и к модулирующим системам мозга (системам избирательной регуляции и неспецифической активации), отвечающим за регуляцию психической деятельности. Благодаря этим системам осуществляется как пространственное, так и временное распределение активности между различными областями мозга, обеспечивающее активационный, мотивационный и информационный аспекты деятельности [Р.И. Мачинская, Н.В. Дубровинская, 2003]. Представляется значимой роль регуляторных систем в обеспечении функций программирования, регуляции и контроля деятельности на разных этапах онтогенеза. Согласно принципу динамической локализации функций роль эта может быть неравнозначной в разные возрастные периоды.
Младший школьный возраст характеризуется бурным развитием произвольных форм деятельности, становлением высших психических функций [Л.С. Выготский, 1984(6); А.Н. Леонтьев, 1983]. Кроме того, в этом возрасте социальная ситуация развития, а именно начало школьного обучения, предъявляет повышенные требования к уровню сформированности произвольной регуляции деятельности [Н.К. Корсакова и др., 1997]. В таких условиях даже незначительный дефицит программирования, регуляции и контроля оказывает влияние на возможность успешной адаптации ребенка к учебной ситуации.
Проблеме изучения причин школьных трудностей (learning disabilities) уделяется большое внимание и в нашей стране, и за рубежом [Т.В. Ахутина, 2001; А.Р. Лурия, Л.С. Цветкова, 1997; Н.К. Корсакова и др., 1997; S. Weintraub, 1983; J.H. Snow, 1992, 1998; В.Р. Rourke, 1982; М. Rosselli et al., 2001 и др.]. Нейропсихологические методы исследования признаются тонким инструментом, дающим возможность раскрыть индивидуальное своеобразие отклонений в развитии, в том числе влияющих на успешность школьной адаптации [В.И. Лу-бовский, Л.В. Кузнецова, 1984; К.С. Лебединская, 1980; И.Ф. Марковская, 1993]. Понимание механизмов, влияющих на формирование функций программирования, регуляции и контроля деятельности в младшем школьном возрасте, может способствовать решению вопросов профилактики, коррекции учебных трудностей и индивидуального подхода к обучению.
Исследование программирования, регуляции и контроля деятельности сталкивается как с концептуальными проблемами, связанными с описанием кроющихся за этим понятием феноменов, так и с методическими трудностями выбора адекватных задачам средств исследования [D.T. Stuss, М.Р. Alexander, 2000]. Решение этих проблем возможно в рамках нейропсихологического подхода, разработанного А.Р. Лурия [1969, 1973]. В то же время, изменчивость системной функциональной организации психических процессов в онтогенезе требует особого подхода к нейропсихологическому исследованию детей. Специфика нейропсихологического изучения психической деятельности ребенка прежде всего связана с необходимостью анализа и учета индивидуальных и возрастных особенностей степени функциональной зрелости мозга и его отдельных структур.
Среди неинвазивных методов выявления функциональной зрелости мозга наиболее адекватным для решения задач настоящего исследования представляется визуальный анализ суммарной фоновой электрической активности мозга -электроэнцефалограммы (ЭЭГ). В отличие от широко распространенных количественных методов оценки ЭЭГ [Н.Л. Горбачевская, 2000; E.R. John et al., 1980; J. Wackerman, M. Matousek, 1998] этот метод позволяет определить не только соответствие возрасту уровня развития ритмической электрической активности коры, но также оценить функциональное состояние и степень функциональной зрелости модулирующих глубинных структур мозга, которые играют существенную роль в обеспечении избирательной регуляции и неспецифической активации психической деятельности. В настоящем исследовании для определения функциональной зрелости мозга детей использовался метод структурного анализа фоновой ритмической электрической активности [Р.И. Мачинская, 2001], специально разработанный для унифицированного описания функционального состояния мозга на основе оценки паттернов нативной ЭЭГ.
Междисциплинарное исследование, включающее сопоставление данных, полученных с помощью этого метода, и результатов нейропсихологического анализа может способствовать более глубокому пониманию мозговых механизмов программирования, регуляции и контроля деятельности в младшем школьном возрасте.
Объект исследования. Программирование, регуляция и контроль психической деятельности у младших школьников.
Предмет исследования. Особенности состояния и возрастная динамика программирования, регуляции и контроля у детей 7-10 лет с различной степенью зрелости регуляторных мозговых систем.
Цель исследования. Комплексное изучение формирования функций программирования, регуляции и контроля деятельности у детей младшего школьного возраста и выявление роли в этом процессе функционального созревания регуляторных систем мозга.
Гипотеза исследования. Уровень сформированности функций программирования, регуляции и контроля деятельности в младшем школьном возрасте зависит от зрелости мозговых систем, обеспечивающих избирательную регуляцию и неспецифическую активацию мозга.
Задачи исследования:
1. Разработка методики оценки функций программирования, регуляции и контроля деятельности с помощью нейропсихологического обследования.
2. Оценка состояния программирования, регуляции и контроля деятельности у детей младшего школьного возраста 7-8 и 9-10 лет с помощью нейропсихологического обследования.
3. Сопоставление нейропсихологических данных о состоянии программирования, регуляции и контроля деятельности и результатов электроэнцефалографического анализа функциональной зрелости регуляторных систем мозга у детей 7-8 и 9-10 лет.
4. Выявление возрастной динамики состояния программирования, регуляции и контроля деятельности у детей младшего школьного возраста с различной степенью зрелости регуляторных мозговых систем.
Методологическая база исследования. В основу исследования положены принципы системной организации и динамической локализации психических функций в онтогенезе [А.А. Ухтомский, 1954; П.К. Анохин, 1975, Л.С. Выготский, 1982; А.Р. Лурия, 1969]. Согласно этим принципам, программирование, регуляция и контроль обеспечиваются специализированным участием различных структур мозга, роль которых может изменяться в зависимости от возрастного этапа. Также в основу исследования положены принципы нейропсихологии индивидуальных различий, согласно которым норма характеризуется неравномерным развитием высших психических функций, особенно отчетливо проявляющимся в детском возрасте [Т.В. Ахутина, 1998]. Одним из факторов, влияющих на формирование высших психических функций в онтогенезе, является степень зрелости регуляторных систем мозга [Р.И. Мачинская, 2001].
Научная новизна исследования. В работе предложен новый метод оценки состояния функций программирования, регуляции и контроля деятельности, сочетающий качественный и количественный подходы к анализу нейропсихологических данных. Выделены и описаны компоненты программирова ния, регуляции и контроля деятельности и показана их относительная независимость друг от друга. К компонентам программирования отнесены: возможность усваивать программы и возможность вырабатывать стратегию деятельности. К компонентам регуляции отнесены: избирательность реакций, возможность переключения с одного элемента программы на другой и с программы на программу, возможность устойчиво соблюдать программы деятельности. Также выделен такой компонент, как возможность контролировать свое выполнение.
Впервые проведено сопоставление данных о состоянии функций программирования, регуляции и контроля деятельности и о степени зрелости мозга у детей младшего школьного возраста, полученных в междисциплинарном ней-ропсихологическом и электроэнцефалографическом исследовании. Получены новые данные о ведущей роли фронтоталамической регуляторной системы в реализации функций программирования, регуляции и контроля деятельности в 7-8 лет. Показано, что в этом возрасте незрелость фронтоталамической системы оказывает негативное влияние на состояние практических всех компонентов управляющих функций.
Впервые описаны качественные особенности состояния функций программирования, регуляции и контроля деятельности при незрелости системы неспецифической активации в младшем школьном возрасте. Влияние незрелости системы неспецифической активации менее выражено, чем влияние незрелости фронтоталамической системы, и касается отдельных компонентов управляющих функций.
Получены новые данные о разнонаправленной динамике состояния этих функций у детей с разной степенью зрелости регуляторных мозговых систем при переходе от 7-8 к 9-10 годам.
Теоретическое значение исследования. Проведенное исследование вносит вклад в понимание мозговых механизмов программирования, регуляции и контроля деятельности на важнейшем для формирования этой функции этапе онтогенеза - в младшем школьном возрасте. Обнаружено, что незрелость регуляторных систем мозга оказывает негативное влияние на состояние функций программирования, регуляции и контроля деятельности в 7-8 лет. Выявлена специфика несформированности отдельных компонентов функций программирования, регуляции и контроля деятельности при незрелости фронтоталамиче-ской регуляторной системы и системы неспецифической активации ствола мозга. Результаты проведенного анализа показали, что наиболее существенный дефицит программирования, регуляции и контроля деятельности отмечается у детей с признаками незрелости фронтоталамической системы.
Анализ возрастной динамики состояния функций программирования, регуляции и контроля деятельности у детей от 7-8 к 9-10 годам позволил прийти к выводу о нелинейном характере формирования этих функций, о наличии периодов не только их улучшения, но и ухудшения. Эти данные позволяют пересмотреть распространенное мнение о постепенном улучшении состояния программирования, регуляции и контроля деятельности на протяжении всего детства.
В нейропсихологических исследованиях последних лет сформулирована концепция неравномерности формирования высших психических функций, которая является следствием взаимодействия индивидуальной генетической программы развития и средовых воздействий [М.С. Егорова, Т.М. Марютина, 1992; Т.В. Ахутина, 1998; Ю.В. Микадзе, 2002; Т.В. Ахутина, Н.М. Пылаева, 2003]. В настоящей работе показано, что индивидуальные особенности созревания регу-ляторных систем мозга являются одним из факторов, определяющих неравномерность формирования программирования, регуляции и контроля деятельности у детей младшего школьного возраста.
Практическое значение исследования. Сравнительный анализ показателей, характеризующих состояние программирования, регуляции и контроля деятельности в группах детей, различающихся возрастом, полом, уровнем академической успеваемости показал тесную связь между степенью развития функций программирования, регуляции и контроля деятельности и успешностью обучения. Также было показано наличие возрастных и половых различий в состоянии этих функций. Данные настоящего исследования позволяют уточ нить традиционные представления о причинах школьной неуспеваемости, одной из которых считают минимальную мозговую дисфункцию (ММД), вызывающую дефицит «лобных» функций [М.С. Певзнер, 1966; К.С. Лебединская, 1980]. Предложенный метод оценки программирования, регуляции и контроля деятельности в сочетании со структурным анализом ЭЭГ используются в научной и научно-практической работе при обследовании детей в базовых школах Института возрастной физиологии РАО. Также этот метод применяется для индивидуальной диагностики состояния причин школьных трудностей. Полученные с помощью этого метода данные востребованы в рамках индивидуального подхода к обучению и позволяют формировать рекомендации по ведению и коррекции нуждающихся в этом детей.
Положения, выносимые на защиту:
1. Функции программирования, регуляции и контроля деятельности - это комплекс процессов, в котором нейропсихологический анализ позволяет выделить относительно независимые компоненты программирования (возможность усваивать программы и вырабатывать стратегию деятельности), регуляции (избирательность реакций, возможность переключения с одного элемента программы на другой и с программы на программу, возможность устойчиво соблюдать программы деятельности), контроля (возможность контролировать свое выполнение).
2. Мозговая организация программирования, регуляции и контроля деятельности осуществляется комплексом мозговых структур, важными составляющими которого являются фронтоталамическая регуляторная система и система неспецифической активации.
3. Незрелость фронтоталамической системы в 7-8 лет оказывает негативное влияние на состояние практических всех компонентов управляющих функций.
4. Незрелость системы неспецифической активации в 7-8 лет негативно отражается только на возможностях переключения в мнестической сфере и на уровне контроля собственных действий.
5. При переходе от 7-8 к 9-10 годам у детей с признаками незрелости фронтоталамической системы наблюдается положительная динамика в формировании управляющих функций. У детей с соответствующей возрасту зрелостью регуляторных систем мозга и с признаками незрелости системы неспецифической активации отмечается достоверное ухудшение в состоянии некоторых компонентов функций программирования, регуляции и контроля деятельности. В результате различия между группами по показателям сформированности программирования, регуляции и контроля деятельности временно нивелируются. Апробация работы. Результаты исследования были представлены и обсуждались на конференции "Детская речь" (Санкт-Петербург, ноябрь 1999 г.), на II Международной конференции, посвященной 100-летию со дня рождения А.Р. Лурия (Москва, сентябрь 2002 г.), на конференции «Здоровая образовательная среда — здоровый ребенок» (Архангельск, октябрь 2003 г.), на 7-й научной конференции, посвященной 100-летию со дня рождения проф. Н.Н. Трауготт (Санкт-Петербург, апрель 2004 г.), на научно-практической конференции педиатров России «Фармакотерапия в педиатрии», (Москва, сентябрь 2004 г.), на I Российской конференции по когнитивной науке (Казань, октябрь 2004 г.), на заседании лаборатории нейропсихологии МГУ, на заседаниях лаборатории нейрофизиологии когнитивной деятельности Института возрастной физиологии РАО.
Публикации. Основное содержание работы изложено в б публикациях. Структура и объем диссертации
Работа изложена на 161 странице машинописного текста и состоит из введения, 4 глав и выводов. Содержит 13 рисунков, 6 таблиц и 7 приложений. Библиографический указатель включает 213 источников.
Проблемы исследования программирования, регуляции и контроля
Одной из важнейших сторон психической жизни человека является организация активной, сознательной психической деятельности.
Исторически эта сторона психической жизни стала интересовать исследователей в связи с открытием той роли, которую лобные доли мозга играют в организации целенаправленного поведения. До определенного момента фронтальные отделы мозговой коры считались "немыми областями", так как при их поражении не возникало ни параличей, ни нарушения каких-либо видов чувствительности. Как отмечал А.Р. Лурия [1969], перемена во взглядах наступила благодаря исследованиям таких ученых как В.М. Бехтерев, Л. Бианки, X. Джексон, И.П. Павлов и других показавших, что при поражении лобных отделов мозга поведение перестает быть целенаправленным, адаптивным, страдает оценка внешних впечатлений, координация чувствительных и двигательных элементов деятельности, синтез направленных на цель движений и т.д.
На основе данных экспериментальных и клинических наблюдений, а также результатов собственных исследований эффектов повреждения лобных долей, А.Р. Лурия в своих трудах [1962, 1963, 1969] провел анализ функций произвольной регуляции целенаправленной деятельности. Позже [А.Р. Лурия, 1970, 1973] он объединил эти функции в III блок мозга - блок программирования, регуляции и контроля деятельности, считая основным его мозговым субстратом передние отделы полушарий и, в первую очередь, лобные доли мозга. А.Р. Лурия [1970] определял III блок мозга как аппарат, обеспечивающий программирование движений и действий, регуляцию протекающих активных процессов и сличение эффекта действий с исходными намерениями. Два других блока были обозначены им как блок регуляции тонуса и бодрствования (I блок) и блок приема, переработки и хранения информации (II блок). Как и остальные два блока, III блок играет свою специфическую роль в обеспечении психической жизни человека, в регуляции его поведения, что необходимо для осуществления любого вида психической деятельности [А.Р. Лурия, 1973].
В зарубежной литературе понятию "функции программирования, регуляции и контроля деятельности" соответствует понятие "управляющие функции" ("executive functions") . Считается, что одним из авторов этого термина является А.Р. Лурия [Ch.M. Temple, 1998]. Определения управляющих функций, приводимые разными исследователями, в целом сходны между собой. V. Anderson [2001] отмечает, что управляющие функции необходимы для целеполагания, направленной на цель активности. M.D. Lezak [1993] считает, что эти функции дают возможность личности успешно быть занятым в независимом, связанном с целью, самообслуживаемом (саморегулируемом) поведении. D.T. Stuss [1992] предлагает интегративную модель управляющих функций, включающую ряд способностей, которые позволяют индивидууму образовывать цели, удерживать их в памяти, отслеживать выполнение и контролировать помехи на пути к достижению целей. М.С. Welsh, B.F. Pennington и Р.В. Grossier [1991] трактуют управляющие функции как облегчающие ориентированное на будущее поведение посредством планирования, использования подвижной.стратегии, контроля импульсов и организованного поиска.
Таким образом, все авторы описывают управляющие функции как отвечающие за планирование, регуляцию и контроль целенаправленного поведения.
Одной из проблем изучения функций программирования, регуляции и контроля деятельности или управляющих функций является вопрос о том, какие компоненты входят в их состав.
Большинство зарубежных исследователей сходятся на том, что управляющие функции могут быть лучшим образом поняты как "зонтичный термин", объединяющий ряд связанных между собой компонентов. В то же время, попытки разных авторов выделить эти компоненты, не согласованы друг с другом. Внутри своих классификаций исследователи в большинстве своем также не придерживаются единых теоретических оснований, в результате чего их схемы отличаются некоторой разноплановостью. Число выделяемых компонентов колеблется от 2 до 6. По мнению различных авторов, управляющие функции включают: - волеизъявление, планирование, связанное с целью поведение, эффективное выполнение [M.D. Lezak, 1993]; - фокусировку и удержание внимания, генерацию и техническое обеспечение стратегии, мониторинг и учет обратной связи [D.T. Stuss, D.F. Benson, 1986; G. Glosser, H. Goodglass, 1990; В. Levin, 1990; C.A. Mateer, P. Williams, 1991]; - планирование, решение задач, абстрактное мышление, формирование гипотез, самоконтроль, умственную подвижность (переключаемость) [U. Neisser, 1967; J. Duncan, 1986; V. Anderson, 2001]; - способность менять один концепт на другой, способность модифицировать поведение, в особенности в новых или измененных условиях; способность синтеза и интеграции изолированных деталей в единое целое; способность управлять различными источниками информации; способность использовать соответствующие приобретенные знания [D.T. Stuss, 1987]; - операции рабочей памяти; интериоризацию речи, несущей регулирующую функцию; мотивацию, побуждение и контроль настроения; способность создать или перестроить поведенческий акт в соответствии с целью [S. Houghton et al., 1999].
Отсутствие единства в понимании структуры исследуемых процессов делает размытыми границы предмета исследования. По мнению S.J. Archibald и К.A. Kerns [1999] противоречивость понимания кроющихся за термином "управляющие функции" психологических феноменов делает предмет исследования трудноуловимым. Одна из основных трудностей, по их мнению, связана с тенденцией определять управляющие функции в терминах ускользающих "мета-понятий", таких как, например, планирование, организация, решение задач. В качестве решения этой проблемы они предлагают рассматривать фундаментальные компоненты "управляющих функций", к которым они относят рабочую память и торможение. Авторы придерживаются теоретической позиции о двух-компонентном составе "управляющей функции" [J.M. Fuster, 1990; R.J. Roberts, B.F. Pennington, 1996], согласно которой рабочая память и торможение являются теми базовыми составляющими, через которые понятие "управляющая функция" определяется более чисто и выстраивается более полно.
Такой разброс во мнениях по поводу состава управляющих функций выражается также в отсутствии единства методов, используемых для изучения этих процессов, что составляет вторую проблему, стоящую перед исследователями.
Морфо-функциональное созревание мозга и формирования высших психических функций
Одним из основополагающих принципов нормального развития ЦНС является гетерохронность созревания различных компонентов функциональной системы (как отдельных структур, так и связей между ними), что создает условия для меж- и внутрисистемных перестроек [Ю.В. Микадзе, 2003]. Таким образом, гетерохрония развития составляет основу динамической локализации функций. Формирование большинства сложных психических функций характеризуется скачкообразным течением, в котором критические периоды повторяются через определенные промежутки времени [В.В. Лебединский, 1998]. Каждый критический период заканчивается появлением определенного новообразования, которое, в свою очередь, подготавливает почву для возникновения на его основе более сложных функциональных комплексов. Каждое новообразование делает доступным решение определенного класса задач, возникающих при взаимодействии индивидуума со средой, и приближает функцию к тому состоянию, которого она должна достигнуть в результате своего развития.
В связи с этим перед исследователями встает проблема отношения морфо-функционального созревания ЦНС и изменений со стороны ВПФ.
В настоящее время существует ряд подходов к исследованию онтогенеза ЦНС и ВПФ, позволяющие выявить общие закономерности развития. Эти подходы можно разделить на несколько классов: 1. Исследования, демонстрирующие гетерохронность созревания раз личных мозговых структур и связей между ними. A) Постмортальные морфологические исследования ЦНС, позволяющие оценить различия в морфо-функциональной организации как мозга в целом, так и отдельных его структур и областей на разных возрастных этапах [Л.К.Семенова и др., 1990; P.R. Huttenlocher, A.S. Dabholcar, 1997; P.R. Hut tenlocher, 1999]. Б) Данные методов нейровизуализации, позволяющие судить о возрастных изменениях морфометрических характеристик различных отделов мозга, интенсивности метаболизма в различных мозговых структурах [Н.Т. Chugani et al., 1987; Н.Т. Chugani, 1998; R.E. Blanton et al., 2001; N. Gogtay et al., 2004]. B) Данные анализа суммарной фоновой электрической активности (ЭА) мозга, позволяющие оценить различия в динамике функционального созрева ния глубинных структур и коры головного мозга на разных возрастных этапах [В.В. Алферова, Д.А. Фарбер, 1990; Мачинская Р.И. и др., 1997; R.W. Thatcher, 1992]. 2. Исследования, демонстрирующие динамическую локализацию пси хических функций. А) Нейропсихологические исследования локальных поражений мозга у детей различных возрастных групп [Э.Г. Симерницкая и др., 1982; Э.Г. Симер-ницкая, 1985; J. Stiles, 2000]. Б) Исследования вызванной ЭА мозга на разных этапах онтогенеза [D.A. Farber, 1993]. В) Данные методов нейровизуализации (PET, fMRI) в процессе осуществления какой-либо деятельности в разных возрастных группах [W.D. Gaillard et al., 2000; S.A. Bunge et al., 2002]. Г) Исследования синхронизации ЭА мозга (когерентность), позволяющие оценить формирование системной мозговой организации деятельности на разных возрастных этапах [Р.И. Мачинская, Н.В. Дубровинская, 1996; M.G. Knyazeva, 1993]. 3. Исследования, позволяющие судить о возрастных изменениях в структуре ВПФ.
А) Нейропсихологические исследования нормального онтогенеза ВПФ [Н.Г. Манелис, 1999; М. Korkman et al., 2001]. Подобные групповые исследования позволяют выявить общие возрастные закономерности гетерохронного формирования различных компонентов психических функций. Эти вопросы также активно разрабатываются одним из новых направлений нейропсихологии - «нейропсихологией нормы» или «нейропсихологией индивидуальных различий» [Е.Д. Хомская, 1996; В.А. Москвин, Н.В. Москвина, 1998; Т.В. Ахутина, 1998]. Основным понятием нейропсихологии нормы является неравномерность развития как индивидуальная характеристика онтогенеза, в отличие от видовой характеристики - гетерохронии. Сопоставление детей с различными вариантами неравномерного развития, особенно проводимое в лонгитюдных исследованиях дает возможность изучения отдельных компонентов психических функций [Н.Н. Полонская, 2003].
Все эти направления исследований позволяют выделить общие закономерности онтогенеза ЦНС и ВПФ:
1. Дифференциация и специализация нейронного аппарата мозга, что соотносится с совершенствованием качества операциональных психических процессов (скорости, избирательности, точности).
2. Развитие связей между отдельными структурами, в том числе между полушариями, являющееся необходимым условием функционального созревания этих структур, обеспечивает усложнение компонентного состава ВПФ и реализацию более сложных форм психической деятельности.
3. Созревание регуляторных систем мозга, обеспечивающих модуляцию функционального состояния разных элементов системы, является необходимым условием совершенствования процессов регуляции психической деятельности, в том числе ее произвольных форм.
4. Различные сроки (гетерохрония) и скорость созревания мозговых структур, что обуславливает степень и характер их вовлечения в осуществление психической деятельности на разных этапах онтогенеза и приводит к гетерохронии формирования и динамической локализации ВПФ в онтогенезе.
В то же время проблема прямой связи возрастных изменений ВПФ и созревания обеспечивающих их мозговых аппаратов остается недостаточно изученной.
Наиболее распространенным является метод сопоставления данных, полученных при исследовании одного из аспектов развития с данными других исследований в пределах разных дисциплин. Одним из примеров такого рода сопоставления является теория когнитивного развития, предложенная R. Case [1992]. Автор, используя данные, полученные R.W. Thatcher [1992J относительно циклического созревания корковых связей, предполагает, что когнитивное развитие проходит 4 стадии, организованные по единому принципу. Каждая стадия отличается от других новым уровнем обработки информации и включает 3 подстадии.
Нейропсихологическая оценка программирования, регуляции и контроля
Все дети прошли полное нейропсихологическое обследование по методу А.Р.Лурия, адаптированному для исследования детей 6-9 лет сотрудниками лаборатории нейропсихологии МГУ [Т.В.Ахутина и др., 1996] и модифицированному в целях настоящего исследования. Исследовались функции программиро вания, регуляции и контроля деятельности (ПРК), двигательные функции, речь, слуховое восприятие, слухоречевая память, зрительное восприятие, зрительно-пространнственная память и пространственные представления.
При создании методики анализа данных нейропсихологического исследования, позволяющей оценить состояние функций программирования, регуляции и контроля деятельности у детей, нам представлялось важным выделить и описать те компоненты этих функций, которые с одной стороны, были бы относительно самостоятельными и независимыми друг от друга, а с другой стороны, могли бы достаточно полно описывать состояние этих функций у каждого конкретного испытуемого. Анализ литературы показал, что в иностранных работах существует значительный разброс мнений по поводу компонентного состава управляющих функций, что во многом обусловлено отсутствием единой теоретической позиции исследователей. В связи с этим мы сочли необходимым взять в качестве теоретической основы для выделения компонентов программирования, регуляции и контроля деятельности работы А.Р.Лурия, в которых содержится подробное описание лобных синдромов, с одной стороны [1962, 1969, 1970], а с другой - данные о развитии регулирующей функции речи, которые демонстрируют гетерохронию формирования таких возможностей как возможности справляться с непосредственными побуждениями, инертностью своих действий и т.д. [1958, 1979]. На основании этих работ нами были выделены следующие компоненты управляющих функций, которые мы расположили, нарушив последовательность, данную А.Р. Лурия в названии III блока мозга, но соблюдая логику описания от более элементарных компонентов к более сложным, требующим большего участия произвольной активности:
Компоненты, связанные с избирательной регуляцией произвольных действий:
I. Возможность избирательного реагирования на существенные для решения задачи стимулы за счет торможения непосредственных реакций. Проявления дефицита: импульсивность как нарушение избирательного характера деятельности в виде преобладания непосредственных реакций над опосредованными и опережающее поведение в виде неполной ориентировки в условиях задачи. И. Возможность переключения с одного элемента программы на другой. Проявления дефицита: инертность элемента программы (элементарная персеверация) как нарушение избирательного характера деятельности в виде усиленного инертного влияния одного из звеньев программы на последующие.
III. Возможность переключения с программы на программу. Проявления дефицита: инертность программы (системная персеверация) как нарушение избирательного характера деятельности в виде усиленного инертного влияния стереотипов, имеющихся в опыте испытуемого, или сформированных в процессе деятельности на возможность переключения с одной программы на другую.
IV. Возможность устойчивого следования усвоенной серийной программе. Проявления дефицита: нарушение избирательности выполнения, подверженность деятельности внешним или внутренним побочным влияниям.
Компоненты, связанные с программированием произвольных действий:
V. Возможность усвоения и следования заданной или выработанной программе. Проявления дефицита: Трудности выделения и учета опорных элементов программ.
VI. Возможность создания собственной стратегии деятельности. Проявления дефицита: Трудности выдвижения и проверки гипотез, планирования в ситуациях, не имеющих однозначного способа решения.
Компоненты, связанные с контролем за осуществлением произвольных действий: VII. Возможность контроля за протеканием собственной деятельности. Проявление дефицита: Трудности контроля.
Каждый из этих компонентов обладает своеобразием, не являясь суммой других компонентов, и занимает определенное место в структуре функций про граммирования, регуляции и контроля деятельности. Дефицит каждого компонента также имеет проявления, отличающие его от дефицита других компонентов.
Также мы руководствовались предположением, что любая произвольная, направленная на достижение определенной цели деятельность требует участия функций программирования, регуляции и контроля. Поэтому любой тест ней-ропсихологического обследования может предоставить информацию о состоянии этих функций у испытуемого. В связи с этим одной из задач анализа являлся отбор тестов, в которых различные компоненты функций ПРКД могли быть достаточно четко выделены и отдифференцированы от других ВПФ. В результате для дальнейшего анализа были отобраны следующие тесты: 1. Реакция выбора (конфликтная проба). 2. Исследование динамического праксиса. 3. Графическая проба. 4. Оценка ритмов и выполнение ритмических структур по образцу и речевой инструкции. 5. Копирование сложной фигуры (фигуры Тэйлора). 6. Запоминание 2 групп по 3 слова. 7. Тактильное узнавание геометрических фигур. 8. Рассказ по серии сюжетных картинок («Лягушки и цапля»). 9. Пересказ рассказа «Галка и голуби».
Состояние управляющих функций в зависимости от возраста, пола, длительности и успешности обучения.
Основной интерес для нашего исследования представляло изучение мозговых механизмов, ответственных за реализацию функций программирования, регуляции и контроля деятельности в младшем школьном возрасте. Ранее было показано [Р.И. Мачинская, 2001], что основные возрастные преобразования фоновой ЭЭГ на возрастном отрезке от 5 до 10 лет касаются параметров, характеризующих состояние коры и глубинных структур головного мозга, входящих во фронтоталамическую регуляторную систему и систему неспецифической активации. На этом основании были разработаны ЭЭГ-критерии морфо-функциональной зрелости мозга и его отдельных структур в этот возрастной период. Было также отмечено, что у детей, испытывающих трудности при обучении, в отличие от успевающих сверстников, не происходит прогрессивных возрастных изменений со стороны этих систем.
В настоящем исследовании для оценки функциональной зрелости регуля-торных структур мозга с помощью структурного анализа ЭЭГ было проведено электроэнцефалографическое исследование представленности различных паттернов ЭЭГ, свидетельствующих об отклонениях от возрастной нормы у 56 испытуемых 7-8 лет. В таблице 3.1 представлены данные по частоте встречаемости различных признаков отклоняющейся биоэлектрической активности (БА) мозга у детей с разным уровнем сформированности функций программирования, регуляции и контроля деятельности. Из таблицы 3.1 видно, что наиболее тесная связь отмечается между уровнем сформированности функций III блока мозга и степенью зрелости фронтоталамической регуляторной системы (ФТС). У 88,9% детей с выраженным дефицитом управляющих функций (КДУФ=3) наблюдаются признаки отклоняющейся БА, свидетельствующие о незрелости ФТС, в то время как в группе с отсутствием дефицита управляющих функций (КДУФ=0 или 1) таких детей только 17,1%. Наличие у детей признаков отклоняющейся БА, свидетельствующих как о незрелости системы неспецифической активации, так и незрелости корковой ритмики, не сказывается на общем состоянии функций III блока мозга. Частота встречаемости этих признаков в группах детей с разным уровнем сформированности управляющих функций примерно одинакова. Статистический анализ показал, что такие признаки как наличие локальных изменений БА, изменения БА диэнцефального и мезодиэн-цефального генеза, а также генерализованные изменения БА стволового генеза, взятые изолированно, значимо не влияют на уровень сформированности управляющих функций в 7-8-летнем возрасте. Случаи изменений фоновой БА лим-бического генеза и общемозговых изменений БА были редки и требуют дополнительного исследования.
Мы предполагали, что сформированность управляющих функций в младшем школьном возрасте может зависеть не только от уровня зрелости фронтоталамической системы, но и от состояния систем неспецифической активации мозга. С целью проверки этого предположения и качественного анализа специфики состояния программирования, регуляции и контроля деятельности детей 7-8 лет с признаками незрелости фронтоталамической системы была сформирована основная группа, в которую вошли 19 испытуемых с явными признаками незрелости ФТС (группа "НФТС"). В качестве двух контрольных групп были выбраны дети с соответствием возрасту зрелости регуляторных систем мозга (N=19, далее в тексте - группа "НОРМА") и дети с признаками незрелости системы неспецифической активации (N = 15, далее - группа "НСНА").
Сравнение групп по общему состоянию функций программирования, регуляции и контроля деятельности (КДУФ) показало высокую достоверность различий между группами «НОРМА» и «НФТС» (р 0,001) и «НСНА» и «НФТС» (р 0,005). В обоих случаях дети из группы «НФТС» демонстрировали более выраженные отклонения в формировании управляющих функций.
Также дети с незрелостью ФТС имели низкие показатели успеваемости, чем достоверно отличались от группы «НОРМА» (р 0,001). Дети с незрелостью системы неспецифической активации также демонстрировали снижение показателей успешности обучения, по сравнению с группой «НОРМА» (р 0,05) и не отличаются достоверно от группы «НФТС» по этому показателю. Таким образом, незрелость регуляторных систем оказывает влияние на успешность обучения.
Похожие диссертации на Формирование функций регуляции и контроля у младших школьников
