ЖУРНАЛ ВЫСШЕЙ НЕРВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ, 2009, том 59, № 4, с. 402-410
ФИЗИОЛОГИЯ ВЫСШЕЙ НЕРВНОЙ (ПСИХИЧЕСКОЙ) ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА
УДК 612.822.3
ЗРИТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА И ФУНКЦИЯ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ ВНИМАНИЯ У ДЕТЕЙ 8-ЛЕТНЕГО ВОЗРАСТА С ЭЭГ-ПРИЗНАКАМИ НЕЗРЕЛОСТИ ФРОНТО-ТАЛАМИЧЕСКОЙ И СТВОЛОВОЙ АКТИВИРУЮЩИХ СИСТЕМ ГОЛОВНОГО МОЗГА
© 2009 г. Э. А. Костандов, Д. А. Фарбер*, Р. И. Мачинская*, Е. А. Черемушкин,
Н. Е. Петренко*, М. Л. Ашкинази
Учреждение Российской академии наук Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН,
*Институт возрастной физиологии РАО, Москва, e-mail: kostandov25@mail.ru Поступила в редакцию 22.09.2008 г. Принята в печать 09.02.2009 г.
Анализировались процессы формирования зрительной когнитивной установки (по Д.Н.Узнадзе) у детей 8-летнего возраста с ЭЭГ-признаками незрелости фронто-таламической системы, детей с дефицитом неспецифической активации со стороны ретикулярной формации среднего мозга, а также детей без отклонений в развитии модулирующих систем (контрольная группа). По показателям формирования зрительной установки дети с признаками дефицита неспецифической активации разделились на две группы, одна из которых не отличалась от нормы, у другой не была обнаружена актуализация установки и было значительно увеличено время реакции при переключении внимания. У детей с незрелостью фронто-таламической системы по сравнению с контрольной группой значимо увеличено количество контрастных иллюзий и время реакции при переключении внимания на стадии актуализации установки. Эти результаты рассматриваются как участие фронто-таламической системы в формировании и смене когнитивных установок.
Ключевые слова: зрительная установка, ЭЭГ, онтогенез, фронто-таламическая система, стволовая активирующая система, переключение внимания, время реакции.
Visual Set and Shifting of Selective Attention in 8-year-old Children with EEG-signs of Immaturity of Fronto-Thalamic and Brainstem Activating Systems
E. A. Kostandov, D. A. Farber*, R. I. Machinskaya*, E. A. Cheremushkin, N. E. Petrenko*, M. L. Ashkinazi
Institute of Higher Nervous Activity and Neurophysiology, Russian Academy of Sciences, *Institute of Developmental Physiology, Russian Academy of Education, Moscow, e-mail: kostandov25@mail.ru
Visual set (by D.N.Uznadze) was studied in three groups of 8-year-old children: children with EEG-signs of immaturity of fronto-thalamic activation system; children with a deficit of non-specific activation from mesencephalic reticular formation; children with normal development of these systems (control group). Children with a deficit of non-specific activation split in two groups: one group was similar to the control group in set-forming, set-shifting and response time dynamics; another group haven't displayed a set actualization stage and had a considerably bigger response time during attention shifting. Children with immaturity of fronto-thalamic system, when compared to the control group, had considerably more contrast illusions at set-testing stage and considerably bigger response time during attention shifting at set actualization stage. These data suggest a participation of fronto-thalamic system in set-forming and set-shifting.
Key words: visual set, EEG, ontogeny, fronto-thalamic activating system, brainstem activating system, attention shifting, response time.
Состояние функции непроизвольного и произвольного внимания во многом определяет познавательную деятельность ребенка и, следовательно, успешность его обучения в школе. К 7—8 годам система неспецифической активации достигает определенной степени зрелости, что проявляется в формировании реакции активации в виде десинхрониза-ции альфа-ритма [1, 12]. Следует отметить, что десинхронизация альфа-ритма в этом возрасте отличается меньшей длительностью и большим латентным периодом по сравнению с детьми 9— 10 лет [1]. Показано, что у учащихся 1—2-го класса с высоким уровнем познавательной деятельности наблюдается более зрелый тип реакции десинхронизации электрической активности коры мозга по сравнению с детьми того же возраста с относительно низким уровнем познавательной активности [2]. К этому же возрасту определенной степени зрелости достигает и система произвольного внимания, что связывается с созреванием фронто-таламической системы [7]. При этом у детей 7—8 лет обнаруживаются различия в степени зрелости фронто-таламической системы [6, 7, 10]. С помощью метода структурного анализа ЭЭГ выявлены индивидуальные различия в степени сформированности фронто-таламической и неспецифической активирующей систем [6, 10]. Признаком функциональной незрелости фронто-таламической системы при визуальной оценке нативной фоновой ЭЭГ в состоянии спокойного бодрствования служат группы регулярных двусторонних синхронных колебаний с частотой 4—6 Гц в лобных и центральных отведениях, а дефицита стволовой активирующей системы — гиперсинхрония электрической активности затылочных и теменных областей в виде высокоамплитудного альфа-ритма и/или групп высокоамплитудных билатерально-синхронных волн тета-диапазона.
В наших предыдущих исследованиях выявлены особенности зрительных невербальных установок и свойства функции переключения селективного внимания у детей дошкольного и младшего школьного возраста. Показано, что в 5-летнем возрасте у детей формируется преимущественно ригидная установка, т.е. ее смена на новую, более адекватную изменившимся условиям происходит медленнее, с большим трудом, чем у детей более старшего возраста 7—8 и 9—10 лет. Переключение внимания на разных стадиях установки при решении двух последовательных когнитивных за-
дач также существенно различается у детей разных возрастных групп [4, 5]. Повышение пластичности установки к 7—8 летнему возрасту и динамика показателей переключения избирательного внимания подтверждают известное положение о том, что на данном этапе онтогенеза происходят качественные структурно-функциональные изменения лобной коры [13, 19] и формирование фронто-тала-мической системы [7]. На основании поведенческих и электрофизиологических данных нами было сделано заключение о том, что в функциональной организации зрительной установки существенную роль играют две мозговые системы модуляции и интеграции корковой активности: фронто-таламическая система избирательного внимания и система кортико-гиппокампальных обратных связей [3, 4]. Результаты, полученные у детей трех упомянутых выше возрастных групп, показали, что 7-летний возраст является критическим периодом созревания обеих мозговых систем обеспечивающих своевременную смену когнитивных зрительных установок, что согласуется с данными о структурно-функциональном созревании этих систем [1, 7]. Один из логичных способов проверить сделанное заключение — это сопоставить свойства зрительных установок и особенности переключения внимания у детей одного и того же возраста, но с разным уровнем развития активирующих систем головного мозга. Это даст возможность изучить роль двух функциональных систем в нервных механизмах формирования и смены зрительных установок, а также взаимосвязь последних с процессами избирательного внимания. Задачей нашей работы было сравнить способность к смене старой зрительной невербальной установки на новую, более адекватную действующим стимулам, а также величину времени реакции на пробный стимул у детей 1-2-го класса общеобразовательной школы относящихся к группе "норма", детей с признаками незрелости фронто-таламической системы и детей с признаками дефицита системы неспецифической активации.
МЕТОДИКА
Испытуемые. Исследовано 90 детей 1-2-го класса школы-гимназии № 740 г. Москвы в возрасте 8.0 ± 0.1 лет. На основании ЭЭГ-кри-териев функциональной зрелости модулирующих систем головного мозга дети были разде-
лены на 4 группы: 1 — дети, ЭЭГ которых соответствовало возрастной норме — контрольная группа (n = 21; 9 мальчиков, 12 девочек; 7.9 ± ± 0.2 лет); 2 — с ЭЭГ-признаками незрелости фронто-таламической системы (n = 29; 14 мальчиков, 15 девочек; 8.2 + 0.2 лет); 3 — с ЭЭГ-признаками незрелости стволовой восходящей активирующей системы мозга (n = = 20; 12 мальчиков, 8 девочек; 7.9 + 0.2 лет); 4 — со смешанными признаками незрелости модулирующих систем (n = 20). Последняя группа в исследовании установки не участвовала.
Для оценки функционального состояния модулирующих систем головного мозга и степени созревания коры и глубинных структур головного мозга использовалась схема структурного анализа ЭЭГ [6]. Исходными данными при проведении структурного анализа служили паттерны корковой электрической активности, выделяемые при визуальной оценке нативной ЭЭГ, регистрируемой в состоянии спокойного бодрствования. Описание и анализ электрической активности строились на основе объединения однородных по функциональному значению ЭЭГ-паттернов в структурные единицы — блоки, характеризующие функциональное состояние коры в целом и отдельных ее областей, а также позволяющие судить о функциях активирующих систем головного мозга таламического и стволового уровня.
Ранее в экспериментах с установкой исследуемые дети не участвовали. Предварительно их знакомили в общих чертах с характером исследования. Экспериментатор убеждался, что ребенку понятна полученная им инструкция, он в состоянии и согласен ее выполнять, понимает, что ему не будет причинено никаких неприятностей. Для этого ребенку заранее несколько раз показывали на экране стимулы и обучали нажимать на кнопку на пульте, который находился в его правой руке. Все испытуемые добровольно, без принуждения участвовали в эксперименте. Руководство школы и педагоги были подробно информированы о характере экспериментов и убедились, что они не могут оказать на организм ребенка вредного воздействия.
Стимулы. Стимулы предъявлялись в центре монитора SVGA ("Samsung", Корея), который находился прямо перед испытуемым на расстоянии 70 см от его глаз. Для формирования установки на неравенство величины объектов были использованы изображения двух окружностей зеленого цвета на темно-сером фоне:
слева от центра экрана окружность диаметром 15 мм, справа — 30 мм.
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.