мозговая организация произвольной регуляции деятельности

МОЗГОВАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОЛЬНОЙ РЕГУЛЯЦИИ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
И ИЗБИРАТЕЛЬНОГО ВНИМАНИЯ У ДЕТЕЙ С ТРУДНОСТЯМИ ОБУЧЕНИЯ*
Р.И. Мачинская, О.А. Семенова, Е.В. Крупская
Институт возрастной физиологии РАО, Москва
[email protected]
* Работа поддержана РФФИ (проект № 04-04-48 376)
Цель исследования состояла в выявлении нейрофизиологических механизмов,
обуславливающих особенности организации произвольных форм когнитивной деятельности у
детей с трудностями обучения.
Визуальная оценка и последующий структурный анализ [3] суммарной фоновой
электрической активности (ЭЭГ) мозга праворуких детей 7-8 лет с низкой академической
успеваемостью по всем основным предметам (n=115) позволили обнаружить паттерны ЭЭГ,
характерные для большинства (75%) детей с трудностями обучения, в виде билатеральносинхронных групп регулярных колебаний с частотой 4-7 Гц в лобных и центральных областях. На
основании клинических [1, 2] и онтогенетических [7] данных, а также результатов собственных
исследований детей младшего возраста (5-6 и 6-7 лет) [3] выявленные ЭЭГ паттерны были
расценены как электроэнцефалографические признаки функциональной незрелости фронтоталамической регуляторной системы мозга (ФТС).
Многочисленные данные о роли ФТС в обеспечении управляющих функций (executive
functions) и произвольного избирательного внимания [4] позволили предположить, что трудности
обучения у детей с функциональной незрелостью ФТС являются следствием несформированности
нейрофизиологических механизмов избирательной произвольной регуляции когнитивных
процессов. Для проверки этого предположения было проведено комплексное исследование,
включающее:
1. Сравнительный нейропсихологический анализ произвольной регуляции деятельности
(методика представлена в [5]) в трех группах детей: с трудностями обучения и признаками
функциональной незрелости ФТС на ЭЭГ (группа 1, n = 18), с трудностями обучения без
признаков незрелости ФТС на ЭЭГ (группа 2, n = 17), с высокой академической
успеваемостью и функциональным состоянием регуляторных структур мозга,
соответствующим возрастной норме (группа 3, n = 15).
2. Анализ произвольного зрительного внимания в автоматизированном психологическом
эксперименте с использованием теста «Составная фигура» (большая буква, составленная из
одинаковых маленьких букв, вариант теста Струпа) у детей двух групп: с функциональной
незрелостью ФТС (n = 7 из группы 1) и в норме (n = 6 из группы 3).
3. Анализ мозговой организации предстимульного избирательного модально-специфического
внимания в ситуации подготовки к различению тактильных и слуховых стимулов по
длительности у детей двух групп: с трудностями обучения и ЭЭГ признаками незрелости
ФТС (n = 25), с высокой успеваемостью и отсутствием на ЭЭГ признаков незрелости ФТС
(n = 25). Формирование функциональных корковых связей оценивалось по показателям
когерентности ритмических составляющих альфа-диапазона ЭЭГ.
Нейропсихологическое исследование выявило специфические нарушения произвольной
регуляции деятельности у детей с функциональной незрелостью ФТС. Это проявилось в
достоверном (по критерию Манна-Уитни) увеличении в группе 1 по сравнению с группами 2 и 3
таких показателей как импульсивность (p<0,033; 0,005) и трудность создания стратегии
деятельности (p<0,02; 0,041), требующих высокой избирательности реагирования на изменение
ситуации. По данным показателям достоверных различий между группами 2 и 3 выявлено не
было.
В ходе исследования зрительного внимания с помощью теста «Составная фигура» удалось
обнаружить, что у детей с функциональной незрелостью ФТС различия во времени распознавания
локального (маленькая буква) и глобального (большая буква) аспектов составной фигуры
достоверно больше (p<0,008 по t-критерию Стьюдента), чем в контрольной группе. Трудности в
распознавании локальных аспектов фигуры свидетельствуют о меньшей эффективности процессов
избирательного внимания в этой группе детей.
Результаты электрофизиологического эксперимента показали, что у детей 7-8 лет с
функциональной незрелостью ФТС отсутствует свойственная детям того же возраста в норме
избирательность и специфичность интеграции корковых зон в предстимульном периоде
произвольного модально-специфического внимания [6]. У детей в норме динамика когерентности
ритмических составляющих альфа-диапазона ЭЭГ свидетельствует о формировании корковых
объединений с фокусом в центральных областях при подготовке к решению задачи на различение
тактильных сигналов и с фокусом в височных областях – при подготовке к различению слуховых.
У детей с незрелостью ФТС в той же экспериментальной ситуации преобладают функциональные
«связи» теменных зон с другими областями коры независимо от модальности релевантных
сигналов. Такой характер функционального объединения корковых зон может отражать
инертность «теменной системы внимания», обеспечивающей фиксацию взора на
предупреждающем зрительном сигнале, и невозможность предварительной избирательной
настройки структур коры на решение когнитивной задачи.
Совокупность всех результатов комплексного исследования произвольной организации
деятельности у детей 7-8 лет свидетельствует о том, что фронто-таламическая регуляторная
система играет ключевую роль в развитии механизмов избирательной модуляции активности
корковых зон при подготовке к когнитивной деятельности. Функциональная незрелость этой
системы приводит к несформированности нейрофизиологических механизмов произвольного
избирательного внимания и произвольной регуляции деятельности в целом и, как следствие, к
трудностям обучения.
Литература:
1. Лукашевич И.П., Сазонова О.Б. Влияние поражения различных отделов зрительного
бугра на характер биоэлектрической активности мозга человека //Журн. высш. нервн.
деят. 1996. Т.46. Вып. 5. С. 866-875.
2. Майорчик В.Е. Изменения ЭЭГ в зависимости от локализации опухоли мозга //
Клиническая энцефалография. М.: Медицина, 1973. С. 106-146.
3. Мачинская Р.И., Лукашевич И.П., Фишман М.Н. Динамика электрической активности
мозга у детей 5-8 летнего возраста в норме и при трудностях обучения // Физиология
человека. 1997. Т. 23. №5. С. 5-11.
4. Мачинская Р.И. Нейрофизиологические механизмы произвольного внимания.
Аналитический обзор // Журн. высш. нервн. деят. 2003. Т.53. №2. С. 133-151.
5. Семенова О.А. , Мачинская Р.И., Ахутина Т.В., Крупская Е.В. Мозговые механизмы
произвольной регуляции деятельности и формирование навыка письма у детей 7-8 лет
// Физиология человека. 2001. Т.27. №4. С. 23-30.
6. Machinskaya R.I. Brain Organization of Voluntary Selective Attention in First Grade
Children with Learning Difficulties // Neuronal Bases and Psychological Aspects of
Consciousness, Singapore: World Scientific, 1999, p. 343-347
7. Niedermeyer E. Maturation of EEG: Development of Waking and Sleep Patterns //
Electroencephalography: Basic Principles, Clinical Application and Related Fields,
Baltimore: Urban and Schvarzenberg, 1987, p. 133-153.