Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Исследование частных когнитивных характеристик в Психогенетике 9
1.1. Исследование академической успеваемости 10
1.2. Исследование когнитивных способностей 14
1.2.1. Структура когнитивных способностей 14
1.2.2. Ранние исследования когнитивных способностей 18
1.2.3. Современные исследования когнитивных способностей 19
1.3. Исследование скоростных параметров деятельности 37
1.4. Постановка проблемы исследования 43
Глава 2. Схема эксперимента и методы исследования 56
2.1. Схема исследования 56
2.2. Испытуемые 56
2.3. Методы исследования 57
2.4. Статистическая обработка 68
Глава 3. Результаты исследования и их обсуждение 72
3.1. Роль генотипических и средовых факторов в вариативности показателей академической успеваемости 72
3.2. Роль генотипических и средовых факторов в вариативности баллов отдельных субтестов и суммарных показателей теста Векслера 76
3.2.1. Сравнение внутрипарного сходства МЗ и ДЗ близнецов по показателям отдельных субтестов 76
3.2.2. Сравнение внутрипарного сходства МЗ и ДЗ близнецов по суммарным показателям теста Векслера 85
3.2.3. Возрастное изменение внутрипарного сходства МЗ и ДЗ близнецов по показателям интеллекта 87
3.3. Природа вариативности частных показателей когнитивной сферы 96
3.3.1. Генотип-средовые соотношения в вариативности показателей, связанных со смысловым обобщением 96
3.3.2. Генотип-средовые соотношения в вариативности показателей когнитивных стилей 99
3.3.3. Генотип-средовые соотношения в вариативности пространственных характеристик 103
3.4. Структура взаимосвязей частных когнитивных характеристик и общего интеллекта в подростковом возрасте 112
3.4.1. Взаимосвязи между показателем психометрического интеллекта и когнитивными характеристиками, связанными с вербально-логическим мышлением 113
3.4.2. Взаимосвязи между показателем психометрического интеллекта и показателями когнитивных стилей 115
3.4.3. Взаимосвязи между показателем психометрического интеллекта и показателями пространственных характеристик 115
3.5. Межвозрастные связи показателей когнитивной сферы 121
3.5.1. Сопоставление методов диагностики частных показателей когнитивной сферы, использованных в разных возрастах 121
3.5.2. Взаимосвязи между показателями, измеренными в 6 и 13 лет 122
3.5.3. Взаимосвязи между показателями, измеренными в 7 и 13 лет 125
3.5.4. Соотношение характеристик успешности (продуктивности)
и скорости выполнения задания 128
3.6. Типологический анализ показателей когнитивных стилей и психометрического интеллекта 134
3.6.1. Кластерный анализ показателей когнитивных стилей 134
3.6.2. Кластерный анализ показателей вербального и невербального интеллекта 149
3.7. Влияния пубертатных изменений на генотип-средовые соотношения в вариативности показателей когнитивной сферы 155
3.7.1. Распределение близнецов по уровню пубертатных изменений 158
3.7.2. Влияние пубертатных изменений на когнитивную и личностную сферу подростков 160
3.7.3. Генотип-средовое соотношение в вариативности когнитивных характеристик в зависимости от уровня полового созревания
подростков 163
Заключение 167
Литература 170
- Исследование академической успеваемости
- Методы исследования
- Роль генотипических и средовых факторов в вариативности показателей академической успеваемости
Введение к работе
Исследования роли генотипа и среды в межиндивидуальной вариативности показателей когнитивной деятельности основываются на представлении о системно-структурной или иерархической организации когнитивной сферы человека.
При анализе онтогенетических изменений когнитивной сферы это представление находит свое отражение в понимании высших психических функций как следствия овладения низшими (Выготский, 1983; Рубинштейн, 1989), а интеллекта - как системной организации познавательных функций разного уровня (Ананьев, 1969, 1977; Carroll, 1992, 1996; Cattell, 1971; Horn, 1988). Соответственно экспериментальные исследования развития когнитивной сферы, выполненные в данном контексте, направлены на поиск причинно-следственных связей между элементарными и более сложными формами когнитивной деятельности и на анализ возрастного изменения межфункциональной структуры связей (Запорожец, 1986; Ананьев, Степанова, 1972; Степанова, 2000; McCall, 1975; Brody, 2000).
Психогенетические исследования, обращающиеся к анализу структуры когнитивной сферы, позволяют не только сопоставить характеристики разных уровней и выяснить их структуру, но и получить качественно иную информацию - о роли генотипа и среды в вариативности разноуровневых когнитивных характеристик, о вкладе генотипических и средовых факторов в их взаимосвязи и об изменении генотип-средовых соотношений с возрастом. Вместе с тем в настоящее время возможности психогенетического анализа остаются в значительной степени нереализованными: большинство исследований природы психических функций ограничиваются изучением генотипических и средовых детерминант наиболее обобщенной характеристики - психометрического интеллекта, а немногочисленные исследования, позволяющие сопоставить разноуровневые характеристики, не учитывают качественных изменений когнитивной сферы, происходящих в процессе развития.
Актуальность исследования обусловлена необходимостью подробного исследования природы вариативности частных когнитивных характеристик. Они более чувствительны к перестройке когнитивной сферы по сравнению с такими обобщенным характеристиками, как показатели психометрического интеллекта,
и поэтому более перспективны для анализа сензитивных периодов развития, а также механизмов регуляции когнитивной сферы и их возрастного изменения.
Анализ структуры частных когнитивных характеристик, их соотношения с общим интеллектом и генотип-средовых детерминант их вариативности необходим и с точки зрения логики развития психогенетических исследований. Начинающиеся в последние годы молекулярно-биологические исследования когнитивной сферы требуют от психологии серьезного анализа первичных когнитивных характеристик, а также построения новых «вертикальных» иерархий, соотносящих обобщенные показатели когнитивной деятельности с нижележащими уровнями. В связи с этим особо актуальным становится изучение возрастной динамики генотип-средового соотношения у различных, показателей когнитивной деятельности, содержание которых качественно меняется в процессе онтогенеза. Данные о генетической обусловленности их вариативности и о ковариации с интеллектом помогут не только понять возрастные закономерности изменения когнитивной сферы, но и дадут возможность очертить круг показателей для поиска локусов количественных черт.
Объект исследования: разноуровневые показатели когнитивной сферы (частные когнитивные характеристики, когнитивный стиль, академическая успеваемость и суммарные показатели психометрического интеллекта), которые диагностировались у монозиготных близнецов (генетически идентичных) и дизиготных близнецов (имеющих в среднем половину общих генов).
Предмет исследования: компоненты фенотипической дисперсии показателей когнитивной сферы в подростковом возрасте; генотипические и фенотипические корреляции между различными когнитивными характеристиками в подростковом возрасте; межвозрастные взаимосвязи между показателями когнитивной сферы.
Цель работы состоит в определении генотипических и средовых влияний на вариативность показателей когнитивной сферы, а также на их взаимосвязи, возрастную преемственность и изменение в зависимости от уровня пубертатных изменений.
Основная гипотеза исследования. В подростковом возрасте роль генотипа в межиндивидуальной вариативности показателей когнитивной сферы снижается, оставаясь значимой для вариативности показателей когнитивной
сферы, непосредственно связанных с ее качественными изменениями, и зависит от уровня полового созревания. Задачи исследования:
1. Оценить влияние генотипических и средовых факторов на
вариативность показателей когнитивной сферы.
2. Рассмотреть фенотипические и генетические взаимосвязи между
показателями когнитивной сферы.
3. Сопоставить результаты исследования, проведенного на подростках, с
данными, полученными в более ранних возрастах на той же выборке
испытуемых, и оценить роль генотипа и среды в преемственности когнитивного
развития.
4. Оценить влияние пубертатных изменений на соотношение
генотипических и средовых факторов в фенотипической дисперсии показателей
когнитивной сферы.
5. Провести дифференциально-типологический анализ и оценить, в какой
степени принадлежность к тому или иному типу когнитивной деятельности
является онтогенетически стабильной, и в какой степени генотип определяет
принадлежность к определенному типу.
Методологической и теоретической основой исследования являются представление о соотношении биологического и социального, согласно которому биологические факторы и их онтогенетическое изменение являются необходимым условием психического развития (Л.С. Выготский, А.Р. Лурия, А.В. Запорожец); структурно-функциональный подход к анализу когнитивной сферы, предложенный Б.Г.Ананьевым; теоретические и методологические принципы современной генетики поведения.
Теоретическая значимость заключается в демонстрации преемственности развития когнитивной сферы в период ее качественной перестройки.
Новизна исследования. В работе сочетается генетический, возрастной и дифференциально-типологический анализ. Оцениваются генотипические и средовые детерминанты фенотипической дисперсии частных когнитивных характеристик в период качественной перестройки когнитивной сферы. Продемонстрировано изменение генотип-средового соотношения в зависимости от уровня полового созревания.
Практическая значимость определяется необходимостью учитывать индивидуальные различия и детерминанты когнитивного развития в процессе воспитания и обучения. Выявленные в работе закономерности (в частности, большая прогностичность показателей успешности деятельности по сравнению с ее скоростными характеристиками, а также фенотипические и генетические взаимосвязи между показателями наглядно-образного мышления в дошкольном возрасте и словесно-логического - в подростковом) важны для психодиагностики. Результаты исследования используются в курсах лекций по психогенетике и дифференциальной психологии.
Основные положения, выносимые на защиту:
Генотип вносит вклад в вариативность показателей академической успеваемости.
Генотип оказывает разное влияние на вариативность показателей вербального и невербального интеллекта.
3. Генотип оказывает наибольшее влияние на вариативность тех
когнитивных характеристик, которые непосредственно связаны с качественной
перестройкой когнитивной сферы.
Генотип вносит вклад в фенотипические и генетические взаимосвязи показателей когнитивной сферы в подростковом возрасте.
Стабильность генетических влияний проявляется не столько в том, что они на протяжении длительных отрезков времени контролируют похожие по внешним проявлениям функции, сколько в подготовке ведущей когнитивной деятельности более старшего возраста.
Уровневые характеристики (успешность выполнения заданий) в младших возрастах оказываются более прогностичными для показателей когнитивной сферы подросткового возраста чем скоростные параметры деятельности.
Принадлежность к определенному типу когнитивной деятельности обусловлена преимущественно средовыми причинами.
8. В подростковом возрасте процесс биологического созревания влияет на
соотношение генотипических и средовых детерминант когнитивных
характеристик.
Апробация работы. Результаты исследования докладывались на заседаниях лаборатории онтогенеза индивидуальных различий ПИ РАО; на российских и международных конференциях и симпозиумах: XIX
Международном коллоквиуме «Непрерывность и изменения», Венгрия, 1996; IX Международном конгрессе по близнецовым исследованиям, Финляндия, 1998; Всероссийской конференции Российского Психологического общества «Психология и ее приложения», Москва, 2002; Второй Международной конференции, посвященой 100-летию со дня рождения А.Р. Лурия, Москва, 2002; III съезде Российского Психологического общества «Психология и культура», Санкт-Петербург, 2003; Международной научно-практической конференции «Индивидуальные различия и проблема индивидуальности», Москва, 2003.
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и списка литературы, содержит таблицы и рисунки.
Исследование академической успеваемости
Генетика поведения (или психогенетика), обращаясь к анализу генотипических и средовых влияний на межиндивидуальную вариативность когнитивной сферы, исходит из представления о ее иерархической организации, предполагающего выделение в структуре когнитивной сферы как наиболее общего уровня (фактора g), так и более частных показателей (Guilford, 1967; Cattell, 1971; Horn, 1988; Scarr, 1989; Carroll, 1992,1993,1996).
Подавляющее большинство психогенетических работ, анализирующих роль генотипа и среды в формировании когнитивных характеристик, посвящено исследованию природы вариативности наиболее обобщенного показателя когнитивной сферы - общего интеллекта.
В 1904 г. Карл Пирсон предложил учителям оценить умственное развитие детей по 7-балльной шкале и сопоставил сходство однополых и разнополых сиблингов по уровню «умственных способностей». Внутрипарное сходство сестер оказалось равно 0,51, братьев - 0,52, сестер и братьев - 0,52. Это исследование, описанное в статье «Законы наследования у человека», принято считать первым экспериментальным исследованием когнитивной сферы в психогенетике (Pearson, 1904, цит. по Fuller, Thompson, 1978). С этого времени и на протяжении всего XX в. интеллект оставался в центре внимания исследователей, занимающихся генетикой поведения.
При изучении генотипических и средовых детерминант вариативности общего интеллекта, используются разные методы - близнецовый (классический и разлученных близнецов), семейный, метод приемных детей (например, Scarr, Searf, Weinberg, 1980; Bouchard, 1983; Plomin, DeFries, Fulker, 1988; Bouchard et al., 1990; McCartney et al., 1990; Luciano et al., 2003). Интеллект и изменение с возрастом генотип-средовых детерминант его вариативности анализируются почти во всех лонгитюдных исследованиях, проведенных к настоящему времени (например, Wilson, 1983; Horn, Loehlin, Willerman, 1982; DeFries, Plomin, Fulker, 1994; Petrill et al., 2003). Исследования проводятся в разных странах (что создает условия для кросс-культурного анализа) и охватывают разные периоды онтогенеза - от младенческого до пожилого возраста, что позволяет оценить возрастные различия в природе вариативности интеллекта (Bouschard, McGue, 1981; Wilson, 1983; Petrill et al., 1998).
Благодаря этому эмпирическая база, полученная за 100 лет в психогенетических исследованиях интеллекта, дает возможность сделать надежные выводы о природе его вариативности, о вкладе генотипа в его стабильность и о преемственности генотипических и средовых влияний, определяющих индивидуальные различия по показателям интеллекта в разных возрастах.
На фоне разнообразных и масштабных психогенетических исследований общего интеллекта исследования более частных особенностей когнитивной сферы выглядят значительно скромнее. Изучение природы их вариативности началось на полвека позже (только в 50-х гт. XX в.), они значительно реже включались в число рассматриваемых в исследованиях показателей, и информация о генотип-средовых детерминантах их формирования остается фрагментарной по сей день. Анализу того, что получено в психогенетике при исследовании частных показателей когнитивной сферы и посвящен данный обзор.
Методы исследования
Отбор методик для этого возраста представлял определенную сложность, поскольку часть тестов этого этапа лонгитюда должна была, во-первых, - быть сопоставимой с тестами, применявшимися в более ранних возрастах и, во-вторых, - иметь нормальную разрешающую способность для данного возраста.
Проблема заключалась в том, что большинство тестов, использовавшихся в 6 - 10 лет, имеют возрастные ограничения. Так, применявшиеся в 6 и 7 лет субтесты из теста Кауфманов рассчитаны на детей до 13 лет и не имеют прямого аналога для более старших возрастных групп. Проверив распределение, получаемое по этим тестам на выборке одиночнорожденных детей 13-14 лет, мы сочли возможным оставить в нашей батареи субтест Заснеженные фигуры, баллы по которому продолжали давать примерно нормальное распределение в популяции, а для остальных разработали варианты, аналогичные субтестам, используемым при диагностике когнитивного развития взрослых в Миннесотском близнецовом исследовании. При сопоставлении результатов выполнения старых и новых тестов на выборках одиночнорожденных детей была доказана валидность нового варианта и правомерность их использования на выборке 13-летних близнецов.
Такие же проблемы возникли и с тестами когнитивных стилей. Так, Тест включенных фигур (EFT) имеет возрастные аналоги и, более того, в диапазоне 10-12 лет можно диагностировать полезависимость-поленезависимость с помощью двух вариантов теста (детский вариант можно использовать до 12 лет, а взрослый - начиная с 10). Тем не менее, пилотажное исследование, проведенное на выборке московских школьников, показало, что детский вариант на нашей выборке уже в 10 лет не дает разброса, а взрослый - в 13 лет еще не дает нормального распределения. В связи с эти нами был разработан упрощенный вариант теста, адаптированный для подросткового возраста. То же самое пришлось сделать и с тестом подбора парной фигуры (MFFT), диагностирующим другой когнитивный стиль - импульсивность-рефлексивность.
Отбор методик проводился на выборке из 78 одиночнорожденных. Анализировался разброс показателей по различным тестам, факторная структура показателей, корреляции между тестами. Для экспериментального исследования были отобраны методики, дающие на 13-летних детях близкое к нормальному распределение показателей, не дублирующие друг друга (т.е. с низкими корреляциями между их показателями). Таким образом, в исследовании диагностировались следующие характеристики когнитивной сферы: уровень психометрического интеллекта, академическая успеваемость (годовые оценки по всем дисциплинам), когнитивные стили (по тесту включенных фигур для диагностики зависимости-независимости от поля и тесту подбора парной фигуры для диагностики импульсивности-рефлексивности) и отдельные показатели когнитивной сферы -вербально-логическое мышление (Вербальные аналогии, Числовые ряды), особенности пространственной визуализации (Тест заснеженных фигур, Фигуры Готшальдта, Разрезанные фигуры) и пространственной ориентации (Развертка, Пространственное вращение, Анализ пути).
Кроме когнитивных показателей, оценивались некоторые особенности личностной сферы и уровень полового созревания (по опроснику, заполнявшегося матерями близнецов).
Возможности и ограничения использования показателя психометрического интеллекта при анализе индивидуальных особенностей когнитивной сферы достаточно подробно проанализированы (Анастази, 1981, 2001; Гуревич, 1981, Акимова М.К., 1996, 1999; Холодная, 1997). Несомненно, есть определенные методические сложности, в частности, особенностями конструирования методики обусловлена слабая чувствительность показателей психометрического интеллекта к изменениям в процессе онтогенетического развития. Однако необходимостью соотнесения данных нашего исследования с данными обследования той же выборки в более младших возрастах, а также с результатами других, в том числе западных работ, диктуется использование в нашем исследовании показателя психометрического интеллекта. Для диагностики уровня психометрического интеллекта использовалась методики Д. Векслера (детский вариант тестами адаптации А.Ю. Панасюка, 1972; вариант Психоневрологического института им. В.М. Бехтерева).
Роль генотипических и средовых факторов в вариативности показателей академической успеваемости
Как видно из таблицы 12, конкордантность показателей успеваемости по всем школьным предметам выше у монозиготных близнецов по сравнению с дизиготными близнецами. Коэффициенты конкордантности монозиготных близнецов варьируют в пределах от 94,7 до 78,2; дизиготных - от 89,7 до 65,4.
На основании сравнения уровня конкордантности монозиготных и дизиготных близнецов мы имеем возможность вычислить показатель наследуемости для показателей академической успеваемости. Несмотря на то, что оценка наследуемости в этом случае менее точна, чем при оценке показателя наследуемости количественных признаков путем сравнения внутрипарного сходства МЗ и ДЗ близнецов, мы можем получить определенное представление о влиянии генетических факторов на показатели успешности школьного обучения (см. таблицу 13).
Таблица 13. ции, можно заключить следующее: оценки наследуемости показателей успеваемости по различным предметам варьируют в широких пределах (от 0,77 для русского языка до 0,08 для природоведения; таблица 13). Влияние генотипических факторов наиболее значимо для вариативности показателей успеваемости по предметам гуманитарного цикла. Генетическими факторами обусловлено более половины дисперсии показателей успеваемости по следующим предметам: русский язык (0,77), литература (0,73), иностранный язык (0,61) и история (0,58). Несколько более низкую генетическую обусловленность демонстрирует вариативность показателей успеваемости по математическим дисциплинам (0,44 - для математики в шестых и алгебры в седьмых классах; 0,62 - для геометрии). Показатели академической успеваемости по предметам естественнонаучного цикла наиболее неоднородны относительно роли генетических и средовых факторов в их вариативности. Так, влияние генетических факторов на межиндивидуальную дисперсию показателей успешности обучения по химии и биологии достаточно велико (68% и 65% соответственно), а в вариативности успеваемости по физике и природоведению значительно большую роль играют средовые факторы (показатель наследуемости составил 0,26 для физики и 0,08 для природоведения).
Следует отметить, что школьные оценки подвержены влиянию различных факторов, в частности, мотивации, и поэтому не могут напрямую свидетельствовать о способностях ребенка. Тем не менее, как было показано в главе I, есть данные о взаимосвязях между уровнем академических достижений и показателями интеллекта, причем эти связи в значительной мере опосредованы общими генетическими влияниями. Это позволяет сделать вывод о том, что полученные в нашем исследовании данные о генотипической обусловленности вариативности показателей академической успеваемости в определенной мере свидетельствуют о генотипической обусловленности вариативности показателей когнитивных характеристик.
Таким образом, данные, полученные при анализе роли генотипа и среды в детерминации показателей успешности обучения свидетельствуют о более высоком уровне внутрипарного сходства МЗ близнецов по сравнению с ДЗ по показателям академической успеваемости, что позволяет сделать вывод о влиянии генотипа на вариативность показателей успешности обучения. Данные о дифференцированном влиянии генотипа на различные когнитивные способности делают необходимым учет качественного своеобразия различных когнитивных способностей и, соответственно, требуют более детального анализа характеристик когнитивной сферы.
