Содержание к диссертации
Введение
1 Литературный обзор 13
1.1 Системная организация зрительного восприятия и его отражение в связанных с событием потенциалах (ССП). 13
1.1.1. Структурная организация процесса зрительного восприятия. 15
1.1.2. Временная организация процесса зрительного
восприятия. 19
1.2. Возрастные особенности мозговой организации зрительного восприятия по результатам электроэнцефалографических исследований. 25
1.3. Индивидуальные особенности познавательной деятельности. 32
2. Методические аспекты исследования 42
2.1. Контингент испытуемых 42
2.2. Экспериментальные методики. 42
2.2.1. Методика определения стиля когнитивной деятельности. 42
2.2.2. Исследование классификации зрительных изображений. 43
2.2.2.1.Модель эксперимента 4 3
2.2.2.2. Экспериментальная процедура 44
2.2.2.3. Регистрация вызванной активности. 45
2.2.3. Обработка ЭЭГ данных 4 6
2.2.3.1. Первичная обработка данных 46
2.2.3.2. Вторичная обработка данных 47
2.2.3.3. Статистическая обработка данных. 48
3.1. Показатели реакции выбора изображения, характеризующие стиль когнитивной деятельности детей младшего школьного возраста . 50
3.2. Обсуждение результатов. 54
4.1. Особенности классификации изображений разной степени сложности детьми младшего школьного возраста с разным стилем когнитивной деятельности .- 57
4.2. Обсуждение результатов. 61
5.1. Возрастные особенности ссп при классификации изображений у детей младшего школьного возраста с различными стилями когнитивной деятельности . 64
5.2. Обсуждение результатов
Изучение механизмов классификации изображений у детей 7-8 и 9-ю лет с разными стилями когнитивной деятельности . 78
6.1.1. Вызванная активность различных областей коры при классификации изображений у рефлексивных и импульсивных детей 7-8 лет. 78
6.1.2. Вызванная активность областей коры при классификации изображений у рефлексивных и импульсивных детей 9-10 лет. 81
6.2. Обсуждение результатов. 83
7.1 . Нейрофизиологические механизмы анализа дополнительной информации у рефлексивных и импульсивных детей 7-8 и 9-ю лет . 89
7.1.1. Нейрофизиологические механизмы анализа дополнительной информации у рефлексивных и импульсивных детей 7-8 лет . 90
7.1.2. Нейрофизиологические механизмы анализа дополнительной информации у рефлексивных и импульсивных детей 9-Ю лепи—96
7.2. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ 101
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 106
ВЫВОДЫ 113
БИБЛИОГРАФИЯ
- Системная организация зрительного восприятия и его отражение в связанных с событием потенциалах (ССП).
- Особенности классификации изображений разной степени сложности детьми младшего школьного возраста с разным стилем когнитивной деятельности
- Изучение механизмов классификации изображений у детей 7-8 и 9-ю лет с разными стилями когнитивной деятельности
- Нейрофизиологические механизмы анализа дополнительной информации у рефлексивных и импульсивных детей 7-8 лет
Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ИССЛЕДОВАНИЯ:
Актуальность данного исследования определяется необходимостью дифференцированного подхода к обучению и воспитанию ребенка, опирающегося на его индивидуальные особенности, обусловленные психофизиологическими характеристиками, и в частности спецификой обработки сенсорной информации.
Согласно современным представлениям, восприятие является активным процессом и осуществляется как сложный системный акт, в который включены различные специализированные структуры головного мозга, от подкорковых центров до проекционных и ассоциативных областей коры, взаимодействующие между собой (Т.Г.Бетелева, Н.В.Дубровинская, Д.А.Фарбер., 1977). Процесс восприятия обеспечивает анализ и обработку поступающей информации, на основе которой создаются образы внешнего мира, складывается индивидуальный опыт человека и формируется его познавательная деятельность, а так же мышление и сознание. Познавательная деятельность на разных этапах онтогенеза определяется степенью зрелости и характером взаимодействия обеспечивающих ее структур мозга. Имеющиеся онтогенетические данные (Н.В.Дубровинская, Д.А.Фарбер, 1999; Д.А.Фарбер и др., 2000; Д.А.Фарбер, 2003) свидетельствуют о том, что нейронные сети, лежащие в основе обеспечения психических процессов, развиваются постепенно и гетерохронно. Следствием этого гетерохронного развития является специфика функциональной организации мозговых систем на каждом этапе онтогенеза.
Возрастные особенности нейрофизиологических механизмов приема и переработки информации достаточно хорошо изучены как при нормальном ходе онтогенеза (Т.Г.Бетелева, Н.В.Дубровинская, Д.А.Фарбер, 1977; Д.А.Фарбер и др., 2000; Т.Г.Бетелева, 1983), так и при нарушении психического развития (М.Н.Фишман, 1989, 2003; М.Н.Фишман и др., 1996). Данные исследования позволили уточнить имеющиеся представления о
функциональных характеристиках ответов коры головного мозга и об отражении в параметрах ССП динамики становления системной организации областей, участвующих в анализе зрительного стимула.
Кроме возрастных особенностей на восприятие информации существенное влияние оказывают индивидуальные особенности. Одной из таких особенностей является стиль познавательной деятельности (когнитивный стиль). К настоящему времени в психологии индивидуальных различий описано более десятка различных подходов к определению когнитивных стилей, среди которых основными являются: полезависимость поленезависимость (H.A.Witkin et all, 1962) и импульсивность -рефлексивность (J.Kagan et all, 1964). Параметр импульсивность — рефлексивность введен при изучении индивидуальных особенностей принятия решений в ситуации неопределенности, когда необходимо осуществить идентификацию изображения, совпадающего с одновременно предъявляемым образцом в ситуации альтернативного выбора. По скорости и точности опознания изображений, идентичных образцу, испытуемые подразделяются на рефлексивных, выполняющих задание медленно и точно, и импульсивных, работающих быстро и часто неточно.
Особенности познавательной деятельности, в том числе и когнитивный стиль, зависят, прежде всего, от особенностей обработки сенсорной информации, селекции и выделения ведущих признаков, контроля за осуществлением ответной реакции (T.Zelniker, W.Jeffrey, 1976, 1979; T.Zelniker et all, 1977). Электрофизиологические корреляты индивидуальных особенностей зрительного восприятия детей остаются мало изученными. Событийно-связанные потенциалы давно и результативно используется в изучении механизмов получения и переработки информации, лежащих в основе восприятия. Известно, что вызванные потенциалы человека отличаются высокой индивидуальной специфичностью и устойчивостью своих параметров (Т.М.Марютина, 1988). Представляется перспективным использование данного
метода для изучения нейрофизиологических механизмов переработки информации, лежащих в основе стилей когнитивной деятельности.
Период 7-8 лет является крайне важным этапом в развитии ребенка. Л.С.Выготский (1960) рассматривал его как переломный период (кризис 7 лет), когда происходит перестройка всей системы отношений ребенка с действительностью, закладываются основы учебной деятельности и мотивы учения. К началу систематического обучения в школе существенные прогрессивные преобразования претерпевают и нейрофизиологические механизмы, обеспечивающие формирование познавательной деятельности (М.М.Безруких, Д.А.Фарбер, 2000). Это, прежде всего, относится к организации системы восприятия, что позволяет рассматривать этот этап развития как крайне важный для совершенствования информационных процессов, составляющих базу когнитивной деятельности. (Т.Г.Бетелева, 1983; Д.А.Фарбер, Н.В.Дубровинская, 1988, 1991). К концу младшего школьного возраста, 9-Ю годам, по мере структурно-функционального созревания головного мозга, совершенствуются нейрофизиологические механизмы, лежащие в основе высших психических процессов, возрастают функциональные и адаптационные возможности детей, и еще не проявляется специфика пубертатных изменений, отражающаяся на биоэлектрической активности мозга (Д.А.Фарбер и др., 1990; Д.А.Фарбер, Н.В.Дубровинская, 2000).
Таким образом, в возрастном диапазоне от 7-8 к 9-10 годам, происходят не только количественные, но и существенные качественные преобразования структурно-функциональной организации мозга, что является основанием к изучению в данном исследовании именно этих возрастных групп.
РАБОЧАЯ ГИПОТЕЗА:
На основе представлений о системной организации интегративнои
деятельности мозга можно предположить, что специфика механизмов
переработки информации у детей с различным стилем когнитивной деятельности найдет отражение в вызванных ответах коры больших полушарий на предъявление зрительных задач — «связанных с событием потенциалов» (ССП).
ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ:
Изучение возрастных и индивидуальных особенностей системной организации
мозга при зрительном восприятии у детей младшего школьного возраста с
разными стилями когнитивной деятельности. '
ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ:
Определить особенности стиля когнитивной деятельности у младших школьников (7-10 лет) на основании показателей скорости и точности опознания изображений в ситуации неопределенности и выявить возрастную динамику этих показателей у детей с разными когнитивными стилями.
Выявить возрастные изменения показателей успешности классификации изображений разной степени сложности у детей 7 - 10 лет с разными стилями когнитивной деятельности.
На основании анализа связанных с событием потенциалов (ССП) различных областей коры выявить возрастную динамику функциональной организации мозга при зрительном опознании у младших школьников с разными стилями когнитивной деятельности.
На основании анализа связанных с событием потенциалов (ССП) различных областей коры выявить особенности функциональной организации мозга при опознании зрительных стимулов разной степени сложности у детей 7-8 и 9-10 лет с разными стилями когнитивной деятельности.
ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ.
Психофизиологические и электрофизиологические показатели переработки
зрительной информации у детей 7-8 и 9-Ю лет с разными стилями когнитивной
деятельности.
ПРЕДМЕТ ИССЛЕДОВАНИЯ.
Функциональная организация мозга в процессе зрительного восприятия стимулов разной степени сложности у детей 7-8 и 9-Ю лет с импульсивным и рефлексивным стилем когнитивной деятельности и у детей не имеющих выраженной импульсивности /рефлексивности.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА:
В ходе исследования получены новые данные, свидетельствующие о
различии механизмов обработки зрительной информации у детей с разными
стилями когнитивной деятельности. Анализ ССП при классификации
изображений разной степени сложности выявил различие в скорости
выделения разделительного признака у групп импульсивных и рефлексивных
детей. Было показано, что на заключительных стадиях классификации
изображений на основании, одного разделительного признака у
импульсивных детей превалирует операция принятия решения, а у
рефлексивных - анализа полученной информации.
Впервые в электрофизиологическом эксперименте показано, что дополнительная информация, включенная в опознаваемое изображение, у рефлексивных детей анализируется параллельно с основным разделительным признаком; у импульсивных детей наличие в стимуле дополнительной информации приводит к слиянию основного и дополнительного признака, усложняя его и требуя дополнительного анализа с вовлечением лобной области коры левого полушария.
Впервые была выявлена зависимость характера возрастных изменений параметров ССП от стиля познавательной деятельности ребенка. Было
показано, что у детей основной группы и у рефлексивных детей с возрастом совершенствуются заключительные стадии операции опознания, связанные с принятием решения, а у импульсивных детей - поздние этапы обработки информации. У импульсивных детей с возрастом также происходит существенная перестройка вовлечения лобных областей в процесс классификафии изображений. Получены новые данные о возрастных изменениях представленности импульсивных и рефлексивных детей в общей выборке в период от 7-8 к 9-Ю годам, которые свидетельствуют, что импульсивность в значительной мере связана с возрастными особенностями функциональной организации мозга.
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ И ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ
Теоретическая значимость представленного исследования состоит в выявлении нейрофизиологических механизмов, определяющих возрастную и индивидуальную специфику зрительного восприятия у детей с разными стилями когнитивной деятельности в младшем школьном возрасте. Результаты исследований показывают существенные различия механизмов зрительного восприятия у рефлексивных и импульсивных детей, отражающиеся в компонентном составе ССП на зрительные стимулы, при классификации которых используется различное количество содержащейся в них информации. Результаты исследования свидетельствуют, что возрастные изменения системной организации мозга при зрительном восприятии у импульсивных и рефлексивных детей, в младшем школьном возрасте отличаются направленностью и локализацией, что может свидетельствовать о различной степени зрелости мозговых структур у импульсивных и рефлексивных детей в возрасте 7-8 лет. Эти данные способствуют пониманию нейрофизиологических механизмов, определяющих стиль когнитивной деятельности.
t»
Полученные данные о различиях в организации перцептивных процессов у детей с разным стилем когнитивной деятельности свидетельствуют о необходимости индивидуального подхода к обучению детей на начальных этапах школьного обучения.
ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ:
Нейрофизиологические механизмы анализа зрительной информации у детей с разными стилями когнитивной деятельности различны. Импульсивные дети, в сравнении с рефлексивными, характеризуются менее зрелым типом функциональной организации коры больших полушарий в процессе выполнения зрительных перцептивных заданий.
Возрастная динамика системной организации зрительного восприятия у младших школьников определяется формированием нейрофизиологических механизмов лежащих в основе различных операций зрительного восприятия.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ: Основные результаты исследования были представлены и обсуждены на конференции молодых ученых, организованной Институтом высшей нервной деятельности и нейрофизиологии (Москва, 2003); на конференции молодых ученых, Института возрастной физиологии РАО (Москва. 2003); на Всероссийской конференции с международным участием «Здоровая образовательная среда - здоровый ребенок» (Архангельск, 2003); на Всероссийской конференции с международным участием «Достижения биологической функциологии и их место в практике образования» (Самара, 2003); на XVIII съезде физиологического общества имени И.П.Павлова (Казань, 2001).
>
Методические вопросы, результаты анализа материала, основные выводы работы обсуждались на заседаниях лаборатории нейрофизиологии когнитивной деятельности Института возрастной физиологии РАО.
ОБЪЕМ И СТРУКТУРА ДИССЕРТАЦИИ: Диссертационная работа изложена на 154 страницах машинописного текста и включает введение, обзор литературы, методические аспекты исследования, пять глав, в которых приводятся результаты экспериментальной работы и их обсуждение, выводы, список литературы (131 отечественных и 129 зарубежных источников) и 12 приложений. Диссертация иллюстрирована 17 рисунками, содержит одну таблицу.
ПУБЛИКАЦИИ По теме диссертации опубликовано 5 работ.
Системная организация зрительного восприятия и его отражение в связанных с событием потенциалах (ССП).
Нейрофизиологические механизмы, лежащие в основе процесса восприятия, реализуются при участии межнейронных связей различных уровней зрительного анализатора: корково-подкорковых связей и связей между проекционными и ассоциативными слоями коры больших полушарий. Эти связи можно разделить на три типа: восходящие, передающие информацию от низших отделов к высшим, горизонтальные, передающие информацию на тот же уровень, и нисходящие связи, осуществляющие обратные влияния (V.Lamme, P.Roelfsema, 2000; Э.А.Костандов, 2001; Э.А.Костандов и др., 2003).
Роль нисходящего потока в опознании зрительных стимулов была показана Э.А.Костандовым в экспериментах с формированием когнитивной установки (Э.А.Костандов, 1978, 1999; Э.А.Костандов и др., 1996, 1998, 2000). Различия между восходящими и нисходящими влияниями обуславливает различие между «предвниманием» и вниманием, а так же между бессознательной обработкой информации и осознанным восприятием (V.Lamme, P. Roelfsema, 2000).
Начальный этап восприятия — выделение и первичный анализ сенсорного стимула - осуществляется рецептивными полями в пределах проекционной сенсорно-специфической системы; для зрения - это сетчатка, латеральное коленчатое тело и зрительная кора (В.Д.Глезер и др., 1975; Н.Ф.Подвигин, 1979; И.А.Шевелев, 1971). Рецептивные поля рассматриваются разными авторами либо в качестве детекторов отдельных (как простых, так и сложных) признаков сигнала (Е.Н.Соколов, 1979; А.Я.Ступин, 1972), либо в качестве фильтров пространственных частот (В.Д.Глезер и др., 1972; В.Д.Глезер и др., 1975).
В реализации последующих операций зрительного опознания важнейшая роль принадлежит ассоциативным отделам коры. При участии ассоциативных областей осуществляется выделение различных текстур, классификация признаков изображения, выработка эталонов, лежащих в основе опознания ограниченного набора стимулов, активный поиск наиболее существенных элементов информации и создание адекватных гипотез о характере стимула (В.Д.Глезер, 1970; А.Р.Лурия, 1973; Н.В.Праздникова, 1973). Обработка информации в данных областях осуществляется с учетом и несенсорных факторов, таких как новизна и значимость стимула (Е.П.Кок, 1967; Т.Г.Бетелева и др., 1977; В.Д.Глезер, 1985; В.Д.Глезер и др., 1992).
Корково-корковые проекции, идущие от стриарной коры, организованы в виде двух потоков: дорзального, идущего к теменным областям, и вентрального, направляющегося к нижней височной области. Существуют данные о том, что дорзальный поток связан с анализом зрительно пространственной информации, а вентральный — с обработкой непространственных характеристик изображения (M.Seeck et all, 1995; S.A.Hillyard, L.Anllo-Vento,. 1998; S.A. Hillyard et all, 1998; E.Lumer, G.Rees, 1999; V.Lamme, P.Roelfsema, 2000). 1.1.1. Структурная организация процесса зрительного восприятия.
Затылочная область, специфически включаясь в начальные этапы обработки зрительных стимулов, продолжает быть задействована на последующих этапах анализа стимула, включая принятие сенсорного решения о характере изображения (В.Д.Глезер, 1978; Т.Г.Бетелева, 1983). Несмотря на то, что первичная обработка зрительного сигнала, состоящая в выделении данного сигнала из шума, снятии избыточности информации, выделении некоторых признаков (например, размера изображения), происходит на уровне сетчатки и подкорковых таламических ядер (Ю.Е.Шелепин, 1973; И.А.Шевелев, 1971), затылочная область играет большую роль в выделении отдельных простых признаков изображения (прямые линии, углы, размер и положение в поле зрения). Этот анализ происходит одновременно и идет по параллельным каналам (В.Д.Глезер, 1966; В.Д.Глезер и др., 1975; Л.И.Леушина, М.Б.Павловская, 1973). В затылочной области существуют механизмы синтеза отдельно воспринимаемых элементов зрительного сигнала и выделения сложных признаков. По мнению В.Д.Глезера (1978) сложные рецептивные поля затылочной коры осуществляют не только выделение отдельных пространственных частот, но и производят сличение сенсорной информации с результатами ее текущего анализа в заднеассоциативных областях.
Особенности классификации изображений разной степени сложности детьми младшего школьного возраста с разным стилем когнитивной деятельности
Анализ успешности классификации тестовых изображений показал, что у детей 9-10 лет, по сравнению с 7-8-летними детьми, наблюдалось улучшение классификации. Однако степень этого улучшения в группах детей с разным когнитивным стилем была различна (Рис.4).
В период от 7-8 до 9-Ю лет у детей, относящихся к основной группе, наблюдается достоверное повышение успешности опознания фигуры (Ф), не содержащей дополнительного элемента (0.77 у детей 7-8 лет, 0.92 у детей 9-Ю лет, Z=-2.203, р=0.028). Анализ фигуры, содержащей дополнительный элемент, совпадающий с разделительным признаком (Ф + ЭС) так же улучшается с возрастом (7-8 лет - 0.88, 9-Ю лет - 0.96, - Z=-1.961, р=0.050). При анализе успешности выполнения задачи, проведенном отдельно для изображений, предъявляемых в каждое из полей зрения, было показано, что улучшение классификации было достоверно только при предъявлении изображения в ППЗ - левое полушарие (Z=-2.777; р=0.005). В 9-Ю лет классификации изображений, содержащих дополнительный элемент, не совпадающий с разделительным признаком (Ф + ЭН) перестает быть случайной (0,73), как это было в 7 лет (0,56), однако эти различия не достоверны.
У рефлексивных детей, также как у детей основной группы, с возрастом наблюдается достоверное повышение успешности опознания фигуры (Ф), не содержащей дополнительного элемента (0.93 у детей 9-Ю лет, по сравнению с 0.75 у детей 7-8 лет; Z=-4.226; р=0.000). Анализ фигуры, содержащей дополнительный элемент совпадающей с разделительным признаком (Ф + ЭС), так же улучшается с возрастом (9-Ю лет - 0.96, 7-8 лет - 0.87; Z=-2.373, р=0.017), при этом улучшение классификации происходит только при предъявлении изображения в ППЗ - левое полушарие (Z=-2.368; р=0.018). При введении дополнительного элемента, не совпадающего с разделительным признаком (Ф + ЭН) классификация в 9-Ю лет, как и в более младшем возрасте, остается случайной.
Улучшение классификации всех типов изображений отмечается и для импульсивных детей 9-Ю лет, по сравнению с детьми 7-8 лет, но эти различия не достоверны.
Как следует из приведенных выше данных, успешность правильной классификации изображения детьми младшего школьного возраста зависит от содержащейся в нем информации. Влияние дополнительной информации зависит от возраста и стиля когнитивной деятельности.
В возрасте 7-8 лет (Рис.5А) наиболее успешными при опознании фигуры, не содержащей дополнительный признак, являются импульсивные дети. Достоверные отличия вероятности правильной классификации наблюдались между группами рефлексивных (0,75) и импульсивных (0,82; Z=-2.057, р = 0.041) детей. При включении в фигуру добавочного элемента, совпадающего с основным разделительным признаком (Ф + ЭС), во всех группах наблюдалось улучшение классификации: вероятность правильных ответов в основной группе возрастала от 0.77 до 0,88 (р = 0.013), у рефлексивных с 0,75 до 0,87 (Z=-3.297, р = 0.001), у импульсивных - 0,82 до 0,91 (Z=-2.903, р = 0.004). Различия между группами становились недостоверны. У рефлексивных детей при анализе, проведенном отдельно по полям зрения, было показано, что улучшение классификации фигуры, содержащей элемент, совпадающий с разделительным признаком, достоверно при предъявлении изображения как в ППЗ - левое полушарие (Z=-2.795; р=0.005), так и в ЛПЗ - правое (Z=-1.980; р=0.048) полушарие. Анализ влияния совпадающей дополнительной информации, проведенный раздельно для каждого из полей зрения у импульсивных детей, не выявил достоверных различий (р 0.061) ни в одном из полей, хотя коммулятивный эффект обоих полей зрения, как было показано выше, наблюдался. Наличие в фигуре элемента, не совпадающего с разделительным признаком, значимо затрудняет классификацию. Во всех исследованных группах классификация становится случайной. По сравнению с опознанием фигуры не содержащей дополнительный элемент успешность опознания в основной группе составляла 0,56 (Z=-747, р. = 0.006), у рефлексивных детей -0,55 (Z=-2.499, р. = 0.012), у импульсивных детей - 0,48 (Z=-2.981, р. = 0.003).
У детей 9-Ю лет (Рис.5Б), с различными стилями когнитивной деятельности, вероятность правильной классификации фигуры так же зависит от наличия или отсутствия в ней дополнительной информации. Различия между группами детей с разным стилем когнитивной деятельности в успешности опознания фигуры, не содержащей дополнительный элемент, в 9-Ю лет уменьшались. У рефлексивных детей (0.93) и у детей основной группы (0.92) опознание фигуры, не содержащей дополнительный элемент, было несколько лучше, по сравнению с импульсивными детьми (0.87), однако это различие не носило достоверного характера. При включении в фигуру добавочного элемента, совпадающего с основным разделительным признаком, у детей основной группы и у рефлексивных детей улучшение классификации было незначительным, успешность возрастала с 0,92 до 0,96. У импульсивных, напротив классификация значимо улучшалась с 0,87 до 0,95 (Z=-2.413, р. = 0.016) и сравнивалась с таковой у рефлексивных детей. Наличие в фигуре элемента, не совпадающего с разделительным признаком, затрудняет классификацию во всех группах. В группе рефлексивных (вероятность правильной классификации 0,65; Z=-2,002, р. = 0.045) и группе импульсивных детей (0,60; Z=-2.856, р. = 0.004) классификация остается случайной. У детей основной группы (0.73, Z=-3.078, р=0.002), классификация переставала носить случайный характер, но была значительно хуже классификации при совпадении.
Изучение механизмов классификации изображений у детей 7-8 и 9-ю лет с разными стилями когнитивной деятельности
Многофакторный анализ результатов (ANOVA, метод повторных измерений) проведенный совместно для обеих возрастных групп выявил достоверное взаимодействие фактора когнитивного стиля (Ког_ст) с другими условиями эксперимента для большинства выделенных с помощью Главных компонентов интервалов от 60 до 530мс (см. Приложение №5). Аналогичный анализ результатов, проведенный отдельно для каждой из возрастных групп показал достоверное взаимодействие когнитивного стиля с другими условиями эксперимента в интервале 530-600мс у детей 7-8 лет (см. Приложение №6). У детей 9-Ю лет влияние когнитивного стиля на компоненты ССП в интервале 380-600 мс не обнаружено (Приложение №7). Графическое изображение результатов многофакторного анализа представлено на Рис.10 и Рис.11. При дальнейшем изложении результатов различия между группами рефлексивных и импульсивных детей рассматриваются только для тех компонентов, для которых показано достоверное влияние когнитивного стиля по результатам многофакторного анализа.
Для выявления особенностей механизмов классификации у детей с различным когнитивным стилем производилось сопоставление ССП на изображения, классифицируемые на основе одного разделительного признака, полученные при усреднении ССП, зарегистрированных в обеих ситуациях (1 -совпадение, 2 - несовпадение).
Вызванная активность различных областей коры при классификации изображений у рефлексивных и импульсивных детей 7-8 лет.
Сопоставление ССП на правильно опознанные изображения выявили существенные различия между группами рефлексивных и импульсивных детей 7-8 лет (Рис. 10).
Различия ССП у рефлексивных и импульсивных детей 7-8 лет наблюдаются уже на достаточно ранних этапах анализа стимула и носят более выраженный характер в левом полушарии. У импульсивных детей в ССП затылочной и теменной областей левого полушария регистрируется ранняя негативная волна небольшой амплитуды, имеющая пиковую латентность около 80-100мс, за которой следует низкоамплитудная позитивная волна Р120. У рефлексивных детей самой ранней негативной волной является волна N200, регистрируемая в интервале 190-260 мс в каудальных областях левого полушария.
Наиболее выраженные межгрупповые различия связаны с более поздними стадиями обработки информации и наблюдаются в поздних компонентах ССП. У импульсивных детей в каудальных областях регистрируется поздний позитивный комплекс, тогда как в ССП рефлексивных детей видны негативные компоненты, имеющие большую выраженность в левом полушарии. Наибольшую выраженность имеет волна N300. При пожарном сравнении суммарных амплитуд с помощью однофакторной ANOVA выявлены достоверные различия в левой затылочной, теменной и височно-теменно-затылочной областях, приуроченные к интервалу 260-320мс (01- F(l;24)=7.222, р=0.013; РЗ- F(l;24)=7.171, р=0.013; ТРОЇ- F(l;24)=6.209, р=0.020). В интервале 320-380 мс межгрупповые различия отмечены в затылочных и теменных областях левого и правого полушария (01 - F(l;24)=25.9, рЮ.000; РЗ -F(l;24)=12.75, р=0.002, 02 - F (1;24)=5.565, р=0.027; Р4 - F(l;24)=7.945, р=0.01) и в левой височно-теменно-затылочной области (TPOl-F(l;24)=15.07, р=0.000).
В интервале 380-440 мс, в каудальных областях у импульсивных детей продолжает регистрироваться поздний позитивный комплекс. Межгрупповые различия подтверждаются при использовании однофакторной ANOVA в левой височно-теменно-затылочной области (ТРОЇ - F(l;24)=5.836, р=0.024).
Существенные межгрупповые различия наблюдаются в лобных областях коры головного мозга. Компонент N400 у рефлексивных детей имеет более высокую амплитуду в левом полушарии, у импульсивных детей — в правом. Различия амплитуды компонента N400 в левой и правой лобных областях у рефлексивных и импульсивных детей подтверждаются и по результатам однофакторной ANOVA (F3 - 380 - 440 мс, F(l;24)=4.445, р=0.049; F4 -F(l;24)=9.619,p=0.005).
Таким образом, классификация изображений на основе одного разделительного признака у рефлексивных детей отражается в компонентах N200 и N300 в каудальных областях коры и в компоненте N400 в лобных областях, все эти компоненты имеют большую выраженность в левом полушарии. У импульсивных детей данная операция отражается в возникновении раннего низкоамплитудного негативно-позитивного комплекса и высокоамплитудной поздней позитивной волны в каудальных областях левого полушария, а также компонента N400 в правой лобной области. 6.1.2. Вызванная активность областей коры при классификации изображений у рефлексивных и импульсивных детей 9-10 лет.
В 9-10 лет различия между импульсивными и рефлексивными детьми сохраняются, но в связи с произошедшими возрастными преобразованиями ССП, начинают носить противоположный характер.
ССП рефлексивных и импульсивных детей 9-10 лет при правильной классификации фигуры, опознаваемой на основе одного разделительного признака, приведены на Рис. 11.
В 9-Ю лет при опознании фигуры на основании только одного разделительного признака на начальных стадиях анализа изображения различия между группами импульсивных и рефлексивных детей выражены более слабо. Согласно данным не параметрического критерия Манн-Уитни различия амплитуд наблюдались в интервале 60-90мс в правой лобной области (F4 -Z— -2.16, р=0.03); в интервале 150-190 мс достоверные межгрупповые отличия зафиксированы в левой височно-теменно-затылочной области (ТРОЇ - Z= -2.05, р=0.04), а в интервале 190-260мс - в левой лобной области (F3 - Z= -2.4, рЮ.017).
Нейрофизиологические механизмы анализа дополнительной информации у рефлексивных и импульсивных детей 7-8 лет
В данной главе описываются результаты, характеризующие индивидуальные особенности анализа зрительных стимулов, включающих помимо основной характеристики, являющейся основой для классификации, дополнительную информацию, совпадающую с разделительным признаком.
Многофакторный анализ результатов (ANOVA, метод повторных измерений) проведенный для всего контингента обследованных детей, выявил достоверное взаимодействие фактора «Стимул» (СТИМ) с другими условиями эксперимента как для ранних (60-120мс), так и для более поздних (260-430 мс) интервалов, выделенных с помощью Главных компонентов (см. Приложение № 8).
Многофакторный анализ результатов, проведенный отдельно для каждой из двух возрастных групп показал, что у детей в возрасте 7-8 лет наблюдается достоверное влияние стимула на временном интервале 120-150мс, а взаимодействие стимула с другими условиями эксперимента для интервалов 90-120 мс, 190-260мс и 320-380 мс (см. Приложение № 9). У детей в возрасте 9-10 лет достоверное взаимодействие стимула с другими условиями эксперимента, помимо показанных для группы детей обоих возрастов, наблюдается для интервалов 150-190мс и 440-600мс (см. Приложение № 10).
Многофакторный анализ результатов, проведенный раздельно для обеих возрастных групп и для групп импульсивных и рефлексивных детей, позволил уточнить имеющееся между ними сходство и различие.
Было показано, что в дополнении к описанным результатам, достоверное взаимодействие фактора стимул с другими условиями эксперимента в возрасте 7-8 лет получено для группы импульсивных детей в интервале 150-190мс; для группы рефлексивных детей новых взаимодействие фактора стимул с другими условиями эксперимента не получено (см. Приложение № 11).
Многофакторный анализ результатов, проведенный отдельно для группы рефлексивных детей в возрасте 9-10 лет выявил достоверное взаимодействие стимула с другими условиями эксперимента для интервала 120-150мс и 190-260мс; для группы импульсивных детей в 9-Ю лет выявил новое достоверное взаимодействие стимула с другими условиями эксперимента зафиксировано в интервале 120-150мс (см. Приложение № 12).
Результаты многофакторного анализа различного типа в графическом виде представлены на Рис.12, Рис.13, Рис.15 и Рис.16. При дальнейшем описании результатов влияние дополнительной информации рассматривается только для тех интервалов, для которых выявлена зависимость амплитуд от фактора стимула при многофакторном анализе. 7.1.1. Нейрофизиологические механизмы анализа дополнительной информации у рефлексивных и импульсивных детей 7-8 лет ССП различных областей коры на изолированную фигуру и фигуру, включающую совпадающий с разделительным признаком элемент, у рефлексивных детей 7-8 летнего возраста представлены на Рис.12.
У рефлексивных детей наличие в фигуре дополнительной информации приводило к увеличению амплитуды позднего позитивного комплекса в каудальных областях левого полушария и увеличению амплитуды N350 в правом полушарии. Статистический анализ с применением непараметрического критерия Вилкоксона подтвердил, что наибольшую роль в анализе совпадающей с разделительным признаком информации играют каудальные отделы коры. В височно-теменно-затылочной области левого полушария отмечено достоверное увеличение амплитуды Р300 (интервал 260-320мс; Z=-1.931, р=0.053). В затылочной области левого полушария в интервале 320-380 мс амплитуда позднего позитивного комплекса в ССП на стимул, содержащий дополнительную информацию, увеличивается за счет уменьшения выраженности компонента N350, по сравнению с ССП на стимулы, не содержащие дополнительной информации (Z=-1.931, р=0.053). В правом полушарии наличие в стимуле дополнительной информации вызывает увеличение амплитуды волны N350. В височно-теменно-затылочной области это изменение ССП достоверно (интервал 320-380мс; Z=-2.605, р=0.009).
Помимо влияния на каудальные отделы мозга у рефлексивных детей выявлено также существенные изменения ССП лобной области. Наличие в фигуре элемента, совпадающего с разделительным признаком, приводило к достоверному увеличению амплитуды негативного компонента N400 в правой лобной области (интервал 380-440мс; Z=-2.103, р=0.035).
ССП различных областей коры на изолированную фигуру и фигуру, включающую дополнительную информацию, у импульсивных детей 7-8 летнего возраста представлены на Рис.13.
У импульсивных детей 7-8 лет наличие в фигуре элемента, совпадающего с разделительным признаком, приводит к появлению в каудальных областях коры левого полушария низкоамплитудной негативной волны N200. Достоверное увеличение амплитуды компонента N200 отмечено в теменной области левого полушария (интервал 190-260мс; Z=-1.960, р=0.050), но более выражено оно в левой височно-теменно-затылочной области (интервал 190-260мс; Z=-2.510, р=0.012). За увеличением волны N200 следует снижение амплитуды позднего позитивного комплекса в каудальных областях левого полушария за счет возникновения негативных волн. Высокая достоверность этих различий подтверждается непараметрическим критерием Вилкоксона (интервал 260-320 мс: 01- Z=-2.824, р = 0.005; РЗ - Z=-2.667, р = 0.008; ТРОЇ -Z=-2.432, р = 0.015; интервал 380-440 мс: ТРОЇ - Z=-2.118, р = 0.034). В отличие от рефлексивных детей, у импульсивных испытуемых наличие дополнительной информации не приводило к изменениям ССП правого полушария.
