Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. CLASS Обзор литератур CLASS ы 14
1.1. Общие представления о структуре процесса внимания 14
1.1.1. Модуль ориентировки внимания 19
1.1.2. Модуль поддержания бдительности 21
1.1.3. Модуль исполнительного контроля внимания 23
1.2. Развитие произвольного контроля внимания в онтогенезе 29
1.3. Регуляция внимания у детей с синдромом дефицита внимания с гпперактивностыо (СДВГ) 41
1.4. Регуляция внимания у детей с синдромом детского аутизма (ДА) 51
1.5. Постановка проблемы исследования 62
Глава 2. Материалы и методы исследования 68
2.1. Выборка 68
2.2. Методы исследования 70
2.2.1. Оценка уровня произвольного контроля внимания 70
2.2.2. Оценка общего уровня когнитивного развития 74
2.2.3. Оценка степени выраженности аутистических черт 76
2.3. Статистическая обработка данных 78
Глава 3. CLASS Результаты исследовани CLASS я 79
3.1. Возрастные особенности характеристик внимания у детей 5-7 лет 80
3.2. Индивидуальные различия в эффективности регуляции внимания и их связь с уровнем интеллектуального развития у здоровых детей 5-7 лет 89
3.3. Особенности регуляции внимания у детей с нарушениями развития 101
Глава 4. Обсуждение результатов 112
4.1. Особенности регуляции внимания у детей 5-7 лет 112
4.2. Индивидуальные различия в эффективности регуляции внимания и их связь с уровнем когнитивного развития у детей 5-7 лет 119
4.3. Профиль регуляции внимания у детей с нарушениями развития 127
Выводы 138
Список литературы 141
- Модуль исполнительного контроля внимания
- Оценка уровня произвольного контроля внимания
- Индивидуальные различия в эффективности регуляции внимания и их связь с уровнем интеллектуального развития у здоровых детей 5-7 лет
- Индивидуальные различия в эффективности регуляции внимания и их связь с уровнем когнитивного развития у детей 5-7 лет
Введение к работе
Актуальность исследования
В последние годы представления о внимании в психологии были существенно пересмотрены в результате прорыва в знаниях о нейрофизиологических основах процессов внимания (Mesulam, 1981; Desimone & Ungerleider, 1989; Pribram & McGuinness, 1992; Posner & Raichle, 1994; Desimone, 1996; Rafal & Robertson, 1997). На сегодняшний день большинство исследователей рассматривают внимание как сложную многоуровневую иерархическую систему, состоящую из отдельных взаимодействующих модулей. Каждый из модулей внимания в свою очередь имеет сложную структуру и включает в себя отдельные операции, обслуживающиеся самостоятельными распределенными нейронными ансамблями.
Особый интерес для исследователей представляет модуль исполнительного контроля внимания. Основной вектор -, развития исследований регуляции внимания был задан А. Р. Лурией в его концепции о трех функциональных блоках мозга (Лурия, 1970). В своих работах он первый стал говорить о том, что поражение фронтальных областей мозга приводит к нарушениям функций программирования и произвольного контроля внимания. Идеи А. Р. Лурии получили дальнейшую разработку в работах отечественных (Хомская, 1987; Московичюте, 1998; Корсакова, Московичюте, 1985; Ахутина, Пылаева, 2008; Мачинская, Дубровская, 1996; Осипова, Панкратова, 1997 и др.) и зарубежных авторов (Mesulam, 1981; Pennington, 1996; Posner & Raichle, 1994 и др.). На сегодняшний день многие авторы сходятся в том, что модуль исполнительного контроля внимания включает следующие операции: контроль интерферирующих воздействий (control of interference), распределение внимания между стимулами одной или разных модальностей (divided attention) и операция переделки, или смены установки/мишени внимания (set-shifting).
Исследований, проводившихся в данном теоретическом подходе у детей раннего и дошкольного возраста на сегодняшний день крайне мало. До настоящего времени знания о гетерохронии созревания различных модулей внимания в детском возрасте крайне ограничены. Одной из причин малой изученности данной проблемы является отсутствие адекватных детскому возрасту методов исследования. Вместе с тем, онтогенез регуляции внимания составляет одну из фундаментальных проблем возрастной психологии. Исследования в этой области важны для психологии образования. С началом школьного обучения сильно возрастают нагрузки на работу систем произвольного внимания, поэтому знания об особенностях развития и нарушения операций исполнительного контроля внимания в дошкольном возрасте необходимы для правильного построения программ обучения.
Особый интерес для психологии развития, нейропсихологии развития, когнитивной науки представляет изучение структуры нарушения внимания у детей, страдающих синдромом дефицита внимания с гиперактивностью (СДВГ) и детским аутизмом (ДА). Такие исследования важны для понимания аномалий в формирования отдельных операций контроля внимания в онтогенезе и значении их парциального дефицита для когнитивного развития ребенка (Pennington, 1996; Barkley, 1997; Tannock, 1998; Schweizer et al., 2005). В диагностическом плане результаты могут способствовать созданию методов дифференциальной диагностики нарушений внимания и помочь коррекционньтм психологам, родителям в выборе адекватной образовательной среды для ребёнка.
Ввиду высокой ценности знания о механизмах внимания в дошкольном возрасте представляется актуальным выявить возрастную специфику разных операций системы внимания на этом этапе онтогенеза, исследовать роль индивидуальных различий в их эффективности для когнитивного развития у детей дошкольного возраста, изучить специфику дефицита внимания при нарушениях развития.
Методолого-теоретическая база исследования: теория системной динамической локализации высших психических функций (Лурия, 1970), идея функциональных систем и функционального органа (Анохин, 1978; Леонтьев, 1983, 1981; Ухтомский, 1978); представление об уровневом строении психических процессов (Бернштейн, 1966; Norman & Shallice, 1986), теории избирательного внимания (Broadbent, 1958; Deutch & Deutch, 1963; Treisman, 1964), концепция модульной организации внимания и распределённых нейросистем внимания (Mesulam, 1981; Pribram & McGuinness, 1992; Posner & Raichle, 1994).
Объект исследования: организация процессов регуляции внимания у детей в возрасте 5-7 лет.
Предмет исследования: возрастные особенности функционирования исполнительного модуля внимания
Цель исследования: изучение формирования операций регуляции внимания у здоровых детей в возрасте 5-7 лет и специфика развития этих операций у детей с СДВГ и ДА.
Задачи исследования:
Провести анализ эффективности следующих операций исполнительного модуля внимания у здоровых детей 5-7 лет: контроль интерферирующих воздействий, распределение внимания между двумя сенсорными модальностями, смена стратегии, или оттормаживание ранее подкрепленного ответа.
Исследовать возрастную динамику становления разных операций контроля внимания у детей дошкольного возраста.
Оценить вклад разных операций исполнительного модуля внимания в индивидуальные различия оценок уровня когнитивного развития у детей 5—6 лет.
Исследовать природу нарушения системы регуляции внимания у детей с синдромом дефицита внимания с гиперактивностью (СДВГ) и с детским аутизмом (ДА).
Гипотезы исследования:
В возрастном периоде от 5 до 7 лет происходит интенсивное формирование процессов регуляции внимания, в первую очередь исполнительного модуля внимания.
Уровень зрелости операций исполнительного модуля внимания будут определять индивидуальные различия в когнитивной компетентности детей 5—7 лет.
Природа нарушения регуляции внимания у детей с СДВГ и ДА будет связана с избирательным дефицитом разных операций исполнительного контроля внимания.
Научная новизна и теоретическая значимость
В настоящей работе впервые модульный подход к пониманию системы внимания был применен к детям дошкольного возраста. Полученные данные свидетельствуют о том, что в период от 5 до 7 лет происходит интенсивное созревание систем регуляции внимания. Наблюдаемые по мере развития ребенка улучшение выполнения разных задач, требующих вовлечения контроля интерференции и других операций модуля исполнительного контроля в литературе принято связывать с созреванием соответствующих морфофункциональных систем фронтального неокортекса (Diamond & Taylor, 1996; van der Molen, 2000). Наши данные впервые демонстрируют, что у детей в предшкольном периоде развития в равной степени улучшается выполнение разных типов простых и сложных задач «на длительное поддержание избирательного внимания» - continuous performance tasks, в том числе и тех, которые не требуют подключения функций «исполнительного модуля». Этот факт свидетельствуют о быстром созревании в этом возрасте, в первую очередь, базовых механизмов, обеспечивающих устойчивое произвольное удержание внимания ребенка на любом задании. Данные механизмы в литературе принято связывать с функционированием самостоятельного модуля поддержания бдительного состояния (Pribram &
McGuinness, 1992). Парциальный вклад созревания собственно исполнительного модуля внимания в выполнение детьми особых «фронтальных задач», таким образом, требует углубленного анализа с учетом полученных нами данных.
В настоящей работе впервые была выявлена неравномерность развития отдельных операций исполнительного модуля внимания у дошкольников. Ярким примером гетерохронного становления операций этого модуля внимания в онтогенезе является относительно низкая эффективность операции распределения внимания между информацией, поступающей по зрительному и слуховому каналам. Оказалось, что в таких условиях дети дошкольного возраста теряют внимание к зрительным стимулам, которые в меньшей степени, чем слуховые провоцируют автоматическую ориентировку внимания. В контексте имеющихся данных литературы (Flagg, 1982), можно думать, что данная особенность не имеет модальной специфичности, т.е. связана с необходимостью переключать внимание между информацией, поступающей по разным каналами внимания (в том числе и внутри одной модальности). Она проявляется в том случае, когда по одному из каналов внимания подается более «биологически важная» информация (изменение интенсивности звука, яркости или цвета зрительного образа, происходят эмоционально значимые события), автоматически вызывающая ориентировку внимания. В этом случае, ребенок 5-7 лет начинает терять внимание к «менее значимому» каналу.
В работе экспериментально подтверждено важное теоретическое положение о том, что индивидуальные различия в организации механизмов внимания существенно влияют на общий уровень интеллекта у детей дошкольного возраста (Rueda, Rothbart, McCandliss, Saccomanno, & Posner, 2005). Впервые показано, что индивидуальные различия в работе модуля исполнительного контроля внимания, а именно операции контроля интерферирующих воздействий, существенно влияют на уровень когнитивной компетентности у детей предшкольного возраста, объясняя до
30% дисперсии оценок интеллекта. Полученные результаты дополняют представление о природе индивидуальных различий в интеллекте на данном этапе развития. Они показывают, что в конвенциональных оценках интеллекта ребенка 5-7 лет отражаются не только возможности обработки информации, но и сформированность мозговых систем контроля внимания. Этот факт подтверждает теоретические представления о многофакторной природе результатов тестирования интеллекта, в первую очередь, у детей дошкольного возраста. Кроме того, нужно учитывать эти данные при интерпретации результатов исследований в смежных сферах психологии, например, психогенетике развития. Так, относительно высокий вклад факторов общей среды в индивидуальные различия по интеллекту у детей данного возраста может найти объяснение во влиянии систематической среды именно на эффективность функционирования систем внимания (Новикова, 2008). Интересно, что в ряде последних работ доказана возможность улучшения оценок интеллекта детей этого возраста через направленную тренировку возможностей произвольной регуляции внимания (Rueda, Rothbart, McCandliss, Saccomanno, & Posner, 2005).
Модульный подход к анализу организации системы внимания позволил пересмотреть традиционные взгляды на дефицит внимания при нарушении развития: синдром дефицита внимания и детский аутизм. Полученные данные свидетельствуют о том, что дефицит внимания у детей с синдромом дефицита внимания с гиперактивностью и у детей с детским аутизмом имеет разное происхождение. Профиль нарушения внимания у детей 5-7 лет с СДВГ определяется низкой эффективностью работы исполнительного модуля внимания, преимущественно операции контроля интерференции. Этот вывод согласуются с большинством исследований больных СДВГ более старшего возраста (Oosterlaan, Logan, & Sergeant, 1998а; Chhabildas, Pennington, & Willcutt, 2001; Konrad, Gauggel, Manz, & Scholl, 2000; Perugini, Harvey, Lovejoy, Sandstrom, & Webb, 2000). Полученные результаты подтверждают теоретическое положение о том, что парциальный дефицит
фронтальной операции контроля интерференции является ядерным нарушением при данном заболевании (Barkley, 1997). Новыми в экспериментальной науке, являются данные об аномально высоком уровне выполнения задачи, требующей смену установки/мишени внимания у детей с синдромом дефицита внимания. Полученные результаты свидетельствуют о хрупкости репрезентации мишени внимания в буфере рабочей памяти у детей с этим синдромом, которая позволяет им избежать конфликта между репрезентациями старой, выученной и новой мишени внимания. Такая интерпретация согласуется с данными Беркли, полученными при исследовании рабочей памяти у детей с СДВГ (Barkley, 1997). Кроме того, наши данные проливают свет на парадоксальные свидетельства сохранности и эффективности работы операции смены установки у больных с СДВГ (Scheres, et al., 2004; Grodzinsky & Diamond, 1992).
С другой стороны, результаты нашего исследования опровергают гипотезу дефицита исполнительного модуля внимания у больных аутизмом (Russell, 1997; Pennington, et al., 1997). Исследование профиля выполнения разных типов задач детьми с эти синдромом показало, что плохое выполнение задач, направленных на оценку эффективности работы модуля исполнительного контроля внимания, связано с нарушением работы общих механизмов бдительности и более «низших», автоматических механизмов внимания. У детей с ДА выявлено базовое нарушение процессов ориентировки внимания к простому слуховому стимулу, который у здоровых людей автоматически вызывает ориентировочную реакцию. Данный результат является существенным экспериментальным подтверждением гипотезы о нарушении механизмов ориентировки при аутизме (van Engel and, 1984; Allen & Courchesne, 2001).
Научно-практическое значение
Модульный подход к исследованию регуляции внимания в дошкольном возрасте, примененный в данной работе, демонстрирует чрезвычайную эффективность. До настоящего времени для диагностики
особенностей и нарушений внимания в дошкольном и младшем школьном возрасте в практике психологи используют «Корректурную пробу», «Таблицы Шульте», «Тест перепутанных линий», «Тест Мюнстерберга», «Тест Торндайка» (Генкин и др., 1963; Гобов, 1971). С позиций современных представлений об организации процессов внимания данные методики и их модификации позволяют оценить только работу одного модуля внимания, а именно способность концентрации внимания, поддержания бдительного состояния. Результаты проведенного исследования свидетельствуют о том, что слабость работы модуля бдительности характерна как для здоровых детей, с относительно низкими когнитивными способностями, так и для детей с нарушениями внимания. В данном контексте широко распространенные в практической психологии тесты на поддержание внимания эффективны только в целях выявления детей с нарушением системы внимания, но не позволяют осуществить дифференциальную диагностику такого нарушения. Научно-практическое значение диссертационного исследования состоит, в первую очередь в том, что применение модульного подхода к системе внимания позволяет тонко дифференцировать сильные и слабые стороны развития разных модулей и операций произвольной регуляции внимания.
Результаты настоящего исследования позволяют утверждать, что отдельные операции исполнительного модуля внимания гетерохронно развиваются в онтогенезе. В результате, в этом возрасте ребенок относительно эффективно справляется с деятельностью, которая требует контроля над переключениям внимания к отвлекающим воздействиям и/или гибких изменений сформированной установки внимания. Вместе с тем, когда от него требуется распределить внимания между двумя каналами поступления нужной информации, он теряют внимание к той информации, которая автоматически не привлекает к себе его внимание (т. е. не обладает качествами новизны или эмоциональной значимости). Эту возрастную
особенность внимания детей необходимо учитывать в организации обучения и коррекционной работы в дошкольных образовательных учреждениях.
Судя по результатам настоящего исследования, период развития ребенка в возрасте от 6-ти до 7-ми лет является критическим и большинство детей готовы к повышенной нагрузке на системы регуляции внимания только к 7-ми годам жизни. Эти данные необходимо учитывать при решении вопроса о начале школьного обучения, используемый в работе «Тест произвольного внимания» может служить методом диагностики готовности ребенка к школьным нагрузкам.
Полученные данные о влияние индивидуальных различий в системе регуляции внимания на уровень когнитивного развития у детей 5-7 лет указывают на необходимость включения в программу подготовки в школу целого блока заданий развивающих систему регуляции внимания. Так, тренировка внимания с целью выравнивания межиндивидуальных различий у некоторых детей в дошкольном возрасте уже введена в ряде европейских школ (Mills & Mills, 2000). С другой стороны, полученные результаты свидетельствуют о том, что в результате снижения и/или нарушения функций регуляции внимания может наблюдаться снижение эффективности когнитивной деятельности. Данный факт необходимо учитывать при диагностики уровня интеллектуального развития у детей дошкольного и младшего школьного возраста.
Тест ТПВ в данном случае может быть использован в диагностических целях, он позволяет выявить детей группы риска, со слабостью развития модуля бдительности и исполнительного контроля внимания. Индивидуально подобранная программа по тренировки навыков регуляции поможет этим детям в дальнейшем в освоении школьной программы.
Проведенное исследование позволяет ответить на вопрос о возможности дифференциальной диагностики нарушения внимания у детей с синдромом дефицита внимания с гиперактивностью. Именно особый профиль нарушения исполнительного модуля внимания (дефицит операции
контроля интерференции и аномальная легкость операции смены установки) потенциально может служить дифференциальным критерием синдрома СДВГ. Этот факт имеет важное научно-практическое значение, поскольку до настоящего времени данный диагноз ставится неврологом по опросу родителей и клиническим наблюдениям. Распространенные тесты, оценивающие уровень концентрации внимания не могут быть использованы в качестве дифференциальной диагностики, поскольку их плохое выполнение встречается при разных нозологиях.
Исследование профиля внимания у детей с аутизмом выявило атипичную реакцию на звуковые стимулы, усугубляющуюся при необходимости распределять внимание между слуховым и зрительным каналом. Интересно, что по данным литературу ранние нарушения реакции на звук является одним из наиболее прогностически надежных критериев синдрома детского аутизма (Dahlgren & Gillberg, 1989; Wing, 1969). Понимание природы нарушения внимания у детей с аутизмом потенциально может изменить подход к разработке коррекционно-развивающих программ для детей с этим диагнозом.
Положения, выносимые на защиту
В период от 5 до 7 лет жизни происходит интенсивное созревание систем регуляции внимания, которое проявляется в увеличение общих возможностей произвольной концентрации внимания ребенка. При этом уникальной особенностью организации исполнительного модуля внимания у детей этого возраста является относительно низкая эффективность операции распределения внимания между информацией, поступающей по зрительному и слуховому каналам.
Индивидуальные различия в работе систем регуляции внимания, в частности модуля исполнительного контроля внимания существенно влияют на уровень интеллекта у детей предшкольного возраста.
Дефицит внимания у детей с синдромом дефицита внимания с гиперактивностью и у детей с детским аутизмом имеет разную природу.
Профиль нарушения внимания при СДВГ определяется низкой эффективностью работы исполнительного модуля внимания, преимущественно операции контроля интерференции, тогда как у детей с ДА нарушен базовый механизм ориентировки внимания к стимулу, возникающему вне текущего канала внимания.
Апробация диссертации
Материалы исследования докладывались на конференциях: 6-я городская научно-практическая конференция молодых учёных и студентов учреждений высшего и среднего образования городского подчинения «Молодые учёные - московскому образованию», Москва, 2007 г.; Межвузовская конференция студентов и молодых учёных «Научные труды и творческое наследие И. П. Павлова как основа личностного и профессионального становления психолога», Рязань, 2006 г.; Первая международная конференция по когнитивной науке, Казань, 2005 г.; Международная научно-практическая конференция «Развитие научного наследия Б. М. Теплова в отечественной и мировой науке (к 110-летию со дня рождения)», Москва, 2006 г.; IV съезд Российского психологического общества, Ростов-на-Дону, 2007 г.; Лондон. Результаты исследования неоднократно обсуждались на заседаниях лаборатории возрастной психогенетики Психологического института РАО, на семинарах Центра медико-психолого-социального сопровождения детей и подростков ДОМ, на открытом семинаре по когнитивной науке на факультете психологии МГУ.
Структура работы
Диссертация состоит из введения, четырёх глав, выводов и списка литературы, содержит 4 таблицы и 32 рисунка. Основной текст диссертации изложен на 162 страницах. Список литературы содержит 260 наименований.
Модуль исполнительного контроля внимания
Исполнительный модуль внимания обеспечивает удержание в мысленном плане заданной цели и организует линию поведения таким образом, что оно ведет к достижению цели вопреки существованию альтернативных вариантов развития событий (Perner & Lang, 1999). Классическим житейским примером работы исполнительного модуля внимания является переход улицы по пешеходному переходу. Прежде чем перейти дорогу, люди большинства стран мира смотрят налево, это действие многократно подкреплено опытом и имеет «сильную» внутреннюю репрезентацию. Если мы переходим дорогу, например, в Англии, где движение автомобилей левостороннее, нам необходимо выбрать другую, менее слабую, но релевантную в данном случае внутреннюю репрезентацию цели и посмотреть направо, затормозив при этом ранее выработанный навык. Многочисленные экспериментальные свидетельства показывают, что существуют ограничения того, к скольким мишеням человек может одновременно поддерживать внимание (Duncan, 1980). Из-за этих ограничений большая часть перцептивной информации остается незамеченной (оказывается вне фокуса внимания), когда человек поддерживает внимание к одному определенному аспекту внешнего сенсорного входа и/или внутренней репрезентации цели. В этом смысле внимание - всегда выбор между несколькими конкурирующими внутренними репрезентациями возможных целей и/или наличествующей перцептивной информацией (Miller & Cohen, 2001). Осуществление выбора мишени внимания на основе существующей цели составляет самостоятельный «контролирующий», или «наблюдающий» модуль внимания. Специальными исследованиями показано, что контролирующая (или исполнительная) функция внимания обеспечивается функционированием распределенной нейронной системы, включающей переднюю поясную извилину в тесном взаимодействии с дорзолатеральными областями префронтального неокортекса (Robbins & Everitt, 1995; Shallice, 1988; Stuss & Benson, 1986; Duncan, 1995; Posner, 2000; Miller & Cohen, 2001 и др.). Можно сказать, что исполнительный модуль внимания является механизмом контроля высшего порядка по отношению к действию, а фронтальной коре приписывается роль «дирижера» всех основных когнитивных процессов, задействованных во время реализации целенаправленного поведения (Shallice, 1988; Stuss & Benson, 1986; Nisser, 1976).
Интересно, что до сих пор понятие исполнительного контроля и тех операций внимания, которые входят в этот модуль, остается предметом научных споров. Существует более 30 различных определений этого модуля (Eslinger, 1996). Тем не менее, большинство исследователей выделяют следующие операции исполнительного внимания: контроль интерферирующих воздействий (control of interference), распределение внимания между стимулами одной или разных модальностей (divided attention) и операция переделки, или смены стратегии поведения (set-shifting) (Pennington, 1996; Sergeant, Geurts, & Oosterlaan, 2002).
Операция контроля интерференции относится, с одной стороны, к самым общим «фильтрационным» свойствам внимания, т.е. к способности механизмов внимания частично снизить обработку информации, не соответствующей целям деятельности субъекта. Контроль интерференции является широким понятием и может происходить на разных уровнях. Так исследования с привлечением методов вызванных потенциалов мозга и регистрации нейронной активности у животных свидетельствуют о том, что контроль интерференции может происходить на уровне поступления информации. В этом случае, частично блокируется канал поступления сенсорной информации к обрабатывающим нейронным ансамблям коры, который не соответствует целям поведения. Контроль интерференции может происходить на уровне переработки информации, а также на уровне принятия решения о дальнейшем действии, примером может служить необходимость оттормозить моторный ответ на нерелевантный цели стимул или необходимость оттормозить доминирующий ответ (van der Molen, 2000). Доминирующими ответами называют такие поведенческие ответы, которые осуществляются индивидом.автоматически. Примером такого ответа могут служить генетически закреплённые формы поведения, которые реализуются без участия произвольного контроля: ориентировочная реакция, оборонительное поведение, инстинктивные реакции на определенные сенсорные свойства внешних стимулов: Доминирующим ответом являются также привьганые, сформированные: предыдущим, опытом действия (Diamond, 1990; Diamond; et al., 1994; van der Molen, 2000; Miller & Cohen, 2001): ,
О контроле интерференции в нейропсихологических исследованиях обычно судят по ответу испытуемого в так называемых конфликтных пробах. Примером такой задачи служит тест Струпа (Stroop, 1935; MacLeod, 1991); когда испытуемому предъявляются карточки, на которых названия цвета напечатаны чернилами другого цвета (например, слово «красный» зелеными буквами).. Требуется назвать цвет чернил, преодолевая: естественное, «привычное» желание прочитать содержание слова. Таким образом, испытуемый, должен формировать свой і ответ на основе: удерживаемой в буфере памяти внутренней репрезентации (инструкции); и одновременно с этим . оттормаживать. доминирующий ответ. Существуют работы, показывающие, что тест Струпа имеет многокомпонентную природу, что проявляется в- чувствительности парадигмы Струпа к изменениям экспериментальных параметров (Bench, et al., 1993; Coull, 1998). Более простая экспериментальная схема, не: затрагивающая семантические процессы, применяется в другой конфликтной пробе — «Go/no-go». Данная проба оценивает способность подавлять моторный- ответ на один стимул («no-go»), и отвечать на другой («go»). Примером может служить эксперимент Иеннингтона и колл. (Pennington, 1996), где от испытуемых требовалось отвечать нажатием на кнопку при появлении квадрата и воздерживаться от ответа на круг..
Операция распределения внимания в основном рассматривается в контексте ограничения процессуальной «ёмкости» системы внимания (Broadbent, 1958; Bundesen, Habekost, & Kyllingsbaek,. 2005; Nisser, 1976; Townsend & Ashby, 1983) и определяется как способность распределять ресурсы внимания между двумя и более конкурирующими каналами одновременно. Житейским примером может служить возможность разговаривать по телефону и проверять электронную почту одновременно. Исследователей этой области интересует, сколько репрезентаций активно поддерживаются в одно и то же время и какая репрезентация в данный момент влияет на деятельность, иначе говоря, способность субъекта распределять, переключать внимание между несколькими деятельностями (Miller, 1956; Baddeley, 1986; Cowan, 1988; Duncan, 1984; Engle et al., 1999). Одной из экспериментальных парадигм исследования возможности распределять внимание является модель одновременного зрительного поиска (conjunction search). Так, в эксперименте Гринвуда (Greenwood, 1999) от испытуемых требовалось быть внимательным к двум характеристикам стимула: цвету и форме. Среди трех букв «Т», «N», «G» разного цвета (розового, зеленого и голубого), предъявляемых на экране, требовалось отвечать только при появлении на экране буквы «Т» розового цвета. Другим примером экспериментальной модели, оценивающей операцию распределения внимания, являются модифицированные пробы «Go/no-go». Так, в эксперименте Свансона с колл. от испытуемых требовалось отвечать на стимул-стрелку зеленого цвета и не отвечать на стимул-дистрактор: стрелку красного цвета, при этом если зеленая стрелка была направлена налево, отвечать следовало левой рукой, а если направо - правой (Swainson, 2003). Таким образом, в данном эксперименте от испытуемого требовалось быть внимательным не только к цвету стрелки, но и к ее направлению. Стоит отметить, что операция распределения внимания в данном случае связана с возможностями быстрого переключения внимания от одного канала — сенсорной характеристики стимула (цвет) к другому (направление). Распределение внимание можно изучать и в более простой парадигме, где разными каналами выступают модальности целевых стимулов, когда от испытуемого требуется быстро переключать внимание от одной модальности поступающей информации к другой, примером может служить переключение от зрительной к слуховой модальности (Courchesne & Allen, 1997).
Оценка уровня произвольного контроля внимания
Оценка уровня произвольного контроля внимания проводилась с помощью компьютерной методики исследования внимания «Тест произвольного внимания» (ТПВ), разработанной в лаборатории возрастной психогенетики ПИР АО Т. А. Строгановой с сотрудниками.
Тест ТПВ ориентирован на исследование контроля зрительно-пространственного и слухового внимания. Методика позволяет оценить у ребенка эффективность основных операций контроля внимания, а именно операции контроля интерференции (или оттормаживания реакции на помеху), распределения внимания между двумя сенсорными модальностями и операции переделки, или смены стратегии (оттормаживание доминирующего, ранее выработанного ответа). Также в данном тесте оцениваются способности ребенка к удержанию внимания при расширении пространственного поля внимания. Таким образом, методика позволяет тонко дифференцировать те операции, из-за которых внимание ребенка может быть нарушено.
Данная методика является удобным инструментом исследования контроля внимания у детей, начиная с дошкольного возраста, поскольку задания предлагаются ребенку в игровой форме, что создаёт мотивацию к выполнению теста даже у детей 4-5 лет.
Тест проводился на компьютере, расстояние до монитора компьютера соответствовало 40 см. Перед ребенком на экране предъявлялось следующее изображение: океан с островом посередине, на острове дети и пальмы (остров овальной формы, максимальная длина которого равнялась 4 см, ширина 2 см). Остров окружен водой, чем ближе к берегу, тем мельче вода. Три уровня воды обозначены разными цветами: бирюзовым (радиус от центра экрана 5 см, ширина кольца 3 см), синим (радиус от центра экрана 7 см, ширина кольца 3 см) и серым (оставшаяся часть экрана) (Рисунок 2). По синему кольцу по часовой стрелке плавали корабли, ребенок должен был следить, чтобы они не пересекали границы синего пояса. Пересечение корабликом границ являлось целевым зрительным стимулом, на который ребенок должен был нажимать на кнопку, тем самым, возвращая его в синее кольцо. Корабли не могли одновременно пересечь границу синего пояса. Интервал между стимулами варьировался от 2 до 4 секунд. Если в течение 2 секунд после момента подачи стимула ребенок не нажимал на кнопку, целевой стимул считался пропущенным и кораблик возвращался в синий пояс автоматически.
Тест состоит из шести основных заданий, которые можно разбить на два отдельных блока, и одной предварительной пробы.
В первый блок заданий вошли первые три теста.
Дается следующая инструкция: «Теперь ты будешь капитаном корабля. Твой кораблик плавает вокруг острова. Твоя задача постоянно наблюдать за ним и не допускать, чтобы он заплывал на рифы (бирюзовое кольцо) или чужие воды (серое кольцо). Как только увидишь, что кораблик пересек границу в ту или другую сторону, как можно быстрее нажимай вот на эту кнопку, чтобы вернуть его обратно».
В первом задании (в дальнейшем I) оценивалась способность ребенка следить за одним зрительным объектом, т. е. за одним корабликом, во втором (в дальнейшем II) ребенку необходимо было следить за двумя корабликами и в третьем (в дальнейшем III) — за тремя. Таким образом, в первом блоке заданий изменялось количество объектов в поле внимания и, соответственно, размер пространственного поля зрительного внимания (угловой размер поля внимания в заданиях I, II и III примерно равнялся 2, 4 и 7 соответственно).
Количество корабликов в заданиях второго блока теста постоянно - 3 кораблика, но каждое из трёх заданий блока направлено на оценку определенной операции исполнительного модуля контроля внимания.
В четвертом задании (в дальнейшем IV) оценивалась способность произвольно удерживать внимание на зрительных стимулах в присутствии помехи (рыбки, которая появлялась на 2 секудны у границ синего пояса и исчезала, если ребенок нажимал на кнопку; размеры рыбы полностью соответствуют размеру корабля). Инструкция давалась следующая: «Пираты послали рыбу, чтобы помешать тебе следить за твоими кораблями. Она будет тебя отвлекать, но ты не должен обращать на нее внимания. Твоя задача - по-прежнему следить, чтобы кораблик не пересекал границ. Для этого как можно быстрее нажимай вот на эту кнопку, чтобы вернуть его обратно».
В пятом задании (в дальнейшем V) оценивалась способность ребенка к распределению внимания между стимулами зрительной и слуховой модальностей, т. е. ребенок должен был отвечать и на пересечение корабликом границ кольца, и на звуковой стимул. Инструкция давалась следующая: «Пираты очень рассердились, что рыба не смогла помешать тебе следить за кораблями. Они снова решили обстрелять остров. Пожалуйста, по-прежнему следи за своими кораблями, но одновременно отвечай на пиратские выстрелы. Для этого тебе нужно нажимать вот на эту кнопку как можно быстрее, если кораблик пересекает границу или ты слышишь звук».
В шестом задании (в дальнейшем VI) инструкция менялась, здесь ребенку необходимо было отвечать на появление рыбки и не реагировать на пересечение корабликом границ. Инструкция давалась следующая: «Ты успешно справился с работой наблюдателя, и у тебя сегодня выходной. Ты больше не должен следить за корабликами, а будешь ловить рыбу. Для этого, когда ты увидишь рыбу, как можно быстрее нажимай вот на эту кнопку». Таким образом, оценивалась способность испытуемого оттормозить ранее выработанную реакцию на пересечение корабликом границы синего пояса.
Отдельно давалась проба, в которой монитор компьютера выключался или закрывался. Давалась следующая инструкция: «Сегодня над островом туман, и ты ничего не видишь. Пираты обстреливают остров, слышно, как в воду падают пушечные ядра. Ты должен отвечать на выстрелы пиратов из своей пушки. Для этого, как только ты услышишь звук, как можно быстрее нажимай на кнопку».
Количество целевых зрительных стимулов во всех шести пробах было постоянным - 20, корабли не могли одновременно пересечь границу синего пояса. Количество звуков в предварительной пробе и в задании V также было постоянным — 10 тонов (440 Гц, длительностью 430 мс). Интервал между стимулами варьировался от 2 до 4 секунд. Если в течение 2 секунд после момента подачи стимула ребенок не нажимал на кнопку, целевой стимул считался пропущенным, в случае со зрительным целевым стимулом -кораблик возвращался в синий пояс автоматически.
Выполнение ребенком отдельных тестов оценивается автоматически по нескольким взаимодополняющим параметрам. 1. Ошибки при выполнении теста:
Пропуск целевого стимула. Сумма ошибок этого типа при выполнении пробы позволяет судить о (не)точности выполнения (accuracy) задания, ориентированного на оценку данной операции внимания;
Ложная тревога - нажатие на кнопку в отсутствии целевого стимула, сумма этих ошибок отражает импульсивность реакции испытуемого;
Ответ на нецелевой стимул оценивается в IV и VI пробах ТПВ, возникает за счет неспособности ребенка удержать (оттормозить) ответ, не релевантный цели поведения.
Индивидуальные различия в эффективности регуляции внимания и их связь с уровнем интеллектуального развития у здоровых детей 5-7 лет
Для анализа связи между характеристиками внимания детей и их интеллектуальным развитием выборка из 75 испытуемых (у которых оценивали интеллект по тесту Кауфманов) была разделена на 2 группы — с относительно высоким (верхний квартиль распределения) и низким (нижний квартиль) показателем общего уровня когнитивного развития (Mental Processing Composite - МРС) по тесту Кауфманов. В группу детей с относительно высокими оценками уровня интеллекта вошло 19 человек (группа 1, МРС 119, средний возраст в месяцах: 73±6), в группу с более низкими оценками - 17 человек (группа 2, МРС 103, средний возраст в месяцах: 74±4).
Для статистической обработки данных использовался дисперсионный анализ ANOVA с факторами повторных измерений. В качестве независимых переменных был взят фактор Интеллект (два уровня: две группы сравнения), и, в зависимости от анализируемого блока заданий, факторами повторных измерений выступали: Поле Внимания (три уровня измерения: задания I, II и III), Тип Операции Внимания (4 уровня: задания III, IV, V и УІ)/Задания ТПВ (шесть уровней: I - VI задания ТПВ).
В качестве зависимых переменных были взяты параметры оценок внимания: количество ошибок (ошибки двух типов: «ложная тревога»; пропуск целевого стимула) и время реакции на целевой стимул.
Анализ ошибок при выполнении заданий ТПВ
Ложные тревоги. Дети с разным уровнем интеллекта, в целом, не различаются по количеству допущенных ошибок по типу ложных тревог. Однако, значимым оказалось взаимодействие факторов Интеллекта и Задания ТПВ (F(5, 170)=6,31; р 0,0001) (Рисунок 14). Данный эффект обусловлен тем, что дети с относительно низкими оценками интеллекта допускали значимо больше ложных тревог, чем дети с более высоким уровнем интеллекта в самом первом и самом простом задании ТПВ, в котором требовалось следить за одним корабликом (F(l,34)=11,20; р 0,002).
По горизонтальной оси - задания ТПВ, по вертикальной оси - число ложных тревог. Здесь и далее плюсами обозначены статистически значимые различия между группами сравнения: детьми с верхними и нижними показателями интеллекта. Один символ соответствует уровню значимости различий р 0,05; два символа — р 0,01; три символа -р 0,005; четыре символа -р 0,001. Пропуски целевого стимула. Независимый фактор Интеллект оказывает значимое влияние на пропуск целевого зрительного стимула. Вне зависимости от количества объектов в поле внимания и типа операции внимания, дети с более низким уровнем интеллекта пропускают значимо больше целевых стимулов, чем дети с более высокими показателями когнитивного развития (основной эффект Интеллекта для пропусков целевого стимула в первом блоке заданий: F(l,34)=7,15; р 0,01; во втором блоке заданий - F( 1,34)=6,61; р 0,01) (Рисунок 15, Рисунок 16).
При этом самые большие отличия между двумя группами в точности выполнения теста выявлены в самом первом и самом простом задании (F(l,34)=9,00; р 0,005). Такой эффект «первой пробы» повлиял на наличие значимого взаимодействия между факторами Интеллект и Поле внимания (F(2, 68)=3,36; р 0,04). Стоит отметить, что в пробе на распределение внимания между стимулами зрительной и слуховой модальности дети с более низкими показателями уровня когнитивного развития также пропускали больше зрительных стимулов, чем их сверстники с более высокими показателями интеллекта (F(l, 34)=5,73; р 0,02).
Таким образом, полученные данные свидетельствуют о том, что общая точность, или аккуратность выполнения всех проб теста ТПВ, характеризующая общую способность к удержанию внимания, достоверно различает детей с более низким и более высоким уровнем интеллекта. Анализ времени реакции на целевой зрительный стимул
Интеллект оказывает значимое влияние на время реакции на целевой стимул. Вне зависимости от количества объектов в поле внимания и типа операции внимания, у детей с более низким уровнем интеллекта время реакции больше, чем у детей с более высокими показателями когнитивного развития (основной эффект Интеллекта для времени реакции в первом блоке заданий: F(l,34)=10,02; р 0,003; во втором блоке заданий - F(l,34)=6,01; р 0,02) (Рисунок 17, Рисунок 18).
Индивидуальные различия в эффективности регуляции внимания и их связь с уровнем когнитивного развития у детей 5-7 лет
Одна из задач нашего исследования заключалась в проверке гипотезы о наличии связи между индивидуальными различиями в степени зрелости системы регуляции внимания и способности детей решать когнитивные задачи. Мы предполагали, что возможно именно различия в эффективности выполнения фронтальных операций исполнительного модуля внимания будет существенно влиять на когнитивные способности.
Для того что бы проверить, есть ли соответствие между выполнением теста на внимание и уровнем когнитивного развития, из нашей выборки были отобраны только те дети, у которых показатели интеллекта попадали в верхний и нижний квартили распределения.
Мы обнаружили достоверные различия в выполнении теста на внимание между детьми одного возраста с более низкими и более высокими показателями интеллекта. Эти различия проявились как в качественных, так и в скоростных характеристиках выполнения ТПВ. Дети с более низкими показателями интеллекта демонстрировали более медленное выполнение заданий теста (Рисунок 17, Рисунок 18), они также чаще пропускали целевые стимулы (Рисунок 15, Рисунок 16). Мы ожидали, что дети с более низкими показателями интеллекта в первую очередь будут хуже справляться с фронтальными заданиями ТПВ, однако, это предположение не подтвердилось. Снижение времени реакции и увеличение пропусков целевых стимулов по нашим данным не зависело от специфики задания. В литературе широко распространена гипотеза о связи скоростных характеристик реакций на предъявляемые стимулы (скорости протекания процессов обработки информации) и уровня интеллекта (Anderson, 1983; Petrill, Luo, Thompson, & Dettemian, 1996). С этой точки зрения, основным фактором, влияющим на относительное снижение времени реакции в тесте ТПВ у детей с более низким уровнем интеллекта может выступать индивидуальный темп скорости обработки информации. Вместе с тем, такая интерпретация предполагает, что замедление времени реакции у таких детей не будет зависеть не только от специфики задания теста ТПВ, но и от модальности целевого стимула. Однако по нашим данным у детей с разным уровнем интеллекта время реакции на целевой стимул слуховой модальности не отличалось ни при изолированной подачи звука, ни в ситуации распределения внимания между стимулами двух модальностей (Рисунок 22). Этот факт не укладывается полностью в рамки «скоростной» интерпретации и указывает на дополнительные факторы, объясняющие выявленную связь между временем реакции и пропусками сигнала в заданиях ТПВ и интеллектом детей дошкольного возраста. Нужно подчеркнуть, что в методике ТПВ стимулы зрительной модальности являются более сложными стимулами-событиями, требующими подключения работы «высших» механизмов внимания, а именно модуля бдительности для того, чтобы не пропустить целевой стимул. Звук является более простым стимулом, автоматически вызывающим ориентировочную реакцию, и, соответственно, не требует предварительной настройки, готовности к его опознанию как целевого канала внимания. Таким образом, можно предположить, что для детей с относительно низкими показателями уровня когнитивного развития характерны трудности поддержания внимания к заданиям, слабость работы модуля бдительности, при отсутствии функционального дефицита «низших» механизмов внимания, таких как ориентировочная реакция на неожиданный звуковой стимул.
Подтверждением предложенной интерпретации является также тот факт, что наибольшие трудности у детей с более низкими показателями интеллекта вызвала первая, самая простая проба, где требовалось следить за одним корабликом. Именно в этой первой пробе такие дети допускали больше пропусков целевого стимула и совершали больше ложных тревог — нажатий на клавишу при отсутствии целевого стимула (Рисунок 15, Рисунок 14). Несмотря на увеличение в следующем задании количества объектов, за которыми ребенку необходимо следить, количество ошибок у детей с более низкими когнитивными возможностями значимо уменьшалось. Создается впечатление, что для усвоения программы или инструкции таким детям необходима определенная тренировка и/или время, за которое происходит адаптация, привыкание к новой обстановке и новому заданию. Фактически, эффект «первой пробы» у детей 5-7 лет является проявлением работы «низшего» механизма внимания, обеспечивающего автоматическую ориентировочную реакцию на новое событие и/или обстановку (так называемая обстановочная ориентировочная реакция). Известно, что работа этого «низшего» механизма внимания может модулироваться системой «высшего» механизма, в том числе регуляцией бдительного состояния 121
готовности отвечать только на сенсорную информацию, появляющуюся в заданном инструкцией канале внимания (Zeef, Kok, & de Jong, 1990; Pribram & McGuinness, 1992; см обзор литературы). Дети 5-7 лет, у которых, как и у взрослых людей, эффект «первой пробы» отсутствует, имеют более эффективные механизмы «высшего» внимания (бдительности), которые тормозят автоматическую ориентировочную реакцию на новую обстановку, что в свою очередь позволяет этим детям лучше справляться с поставленной задачей. Таким образом, можно предположить, что индивидуальные различия в организации процессов внимания могут влиять на оценку общего уровня интеллекта детей дошкольного возраста.
На следующем этапе анализа мы поставили перед собой задачу проверить эту гипотезу, и с помощью регрессионного анализа оценить специфику влияния индивидуальных различий в уровне развития разных модулей внимания на интеллект ребенка. В анализ были включены все дети, показатели которых по какому либо из параметров ТПВ не выходили за пределы двух стандартных отклонений от средних показателей по всей выборке. Таким образом, из анализа были исключены только данные детей, у которых выполнение задач ТПВ было не характерным для популяции здоровых детей в целом. В качестве оценки уровня интеллектуального развития был использован тест Кауфанов К-ABC (Kaufman & Kaufman, 1983). Показатель общего уровня интеллектуального развития в данном тесте включает в себя две шкалы, отражающие разные стороны эффективности когнитивных функций. По словам авторов теста симультанная шкала в большей степени отражает так называемые интеллектуальные способности ребенка, в то время как сукцессивная шкала скорее связана с возможностями произвольной регуляции внимания и механической памяти ребенка. Учитывая данные особенности теста К-АВС мы отдельно рассмотрели влияние индивидуальных различий в разных характеристиках регуляции внимания (скоростные характеристики, оценки эффективности выполнения ТПВ, оценки импульсивности реакций) на индивидуальные различия в уровне симультанного и сукцессивного показателя интеллекта.
Оказалось, что индивидуальные различия в оценках симультанной шкалы в первую очередь определяются различиями в скоростных характеристиках выполнения теста на внимания. Время реакции в Ш-м задании ТПВ, где ребенок следил за тремя объектами, объясняет 25 процентов дисперсии оценок по симультанной шкале. При этом обнаруженная связь носит линейный характер: чем быстрее ребенок отвечает на целевой стимул, тем лучше он выполняет пробы, составляющие симультанную шкалу (Рисунок 24). Тот факт, что на оценки симультанного показателя интеллекта оказывает влияние именно скоростная характеристика, но не количество пропусков целевых стимулов или количество импульсивных ошибок согласуется с известной теорией скоростных характеристик обработки информации, проявляющихся во времени реакции испытуемых, как одном из основных факторов интеллекта (Anderson, 1983; Petrill, Luo, Thompson, & Detterman, 1996). Так, в работе Петрилл с коллегами с помощью факторного анализа было показано, что скоростной фактор наряду с факторами вербального и невербального интеллекта входит в состав общего интеллекта (g-фактор) (исследование проводилось на младших школьниках, Petrill, Luo, Thompson, & Detterman, 1996). В другом исследовании Лучано с коллегами получили у подростков отрицательную корреляционную связь между временем реакции в задаче по типу «Go/no go» и уровнем интеллекта (исследование проводилось на подростках, Luciano, et al., 2001). В данном контексте стоит отметить, что по нашим данным предиктором индивидуальных оценок по данной шкале интеллекта оказалось время реакции в «нефронтальном» задании, мы не нашли подтверждения гипотезы о специфичности влияния внимания и, в частности, модуля исполнительного контроля внимания на оценки когнитивной эффективности по симультанной шкале у детей 5—7 лет.
